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Prima prova di entanglement nella fotosintesi
I fisici sono affascinati dall'entanglement, lo strano fenomeno quantistico in cui oggetti distinti condividono la stessa esistenza, indipendentemente dalla distanza tra loro. Ma nella loro ricerca per studiare e sfruttare l'entanglement per l'elaborazione delle informazioni, i fisici lo hanno trovato fragile e facilmente distrutto. Questa fragilità sembra limitare gravemente il modo in cui l'entanglement potrebbe essere utilizzato.
Ma da altri tipi di esperimenti sta cominciando a emergere una nuova e più robusta faccia dell'entanglement. Ad esempio, i fisici hanno recentemente trovato la firma dell'entanglement negli stati termici di materiali sfusi a basse temperature. Ciò ha enormi implicazioni per i sistemi biologici: se l'entanglement è più robusto di quanto pensassimo, che ruolo potrebbe svolgere negli esseri viventi?
Ora stiamo iniziando a scoprirlo. Nella prima quantificazione rigorosa dell'entanglement in un sistema biologico, comincia a emergere una risposta. Ricercatori di varie istituzioni a Berkeley, in California, hanno dimostrato che le molecole che partecipano alla fotosintesi possono rimanere impigliate anche a normali temperature atmosferiche.
Le prove provengono da uno studio dettagliato di molecole sensibili alla luce chiamate cromofori che raccolgono la luce nella fotosintesi.
Vari studi hanno dimostrato che nei complessi di raccolta della luce, i cromofori possono condividere stati elettronici coerentemente delocalizzati. K. Birgitta Whaley del Berkeley Center for Quantum Information and Computation e compagni affermano che questo può accadere solo se i cromofori sono impigliati.
Sottolineano che queste molecole non sembrano sfruttare l'entanglement. La sua presenza, invece, è solo una conseguenza della coerenza elettronica.
Questa è una grande affermazione che si basa in qualche modo su prove circostanziali. Sarà importante avere conferma di queste idee prima che possano diventare mainstream.
Tuttavia, se corretta, la scoperta ha enormi implicazioni. Per cominciare, i biologi potrebbero attingere a questo entanglement per effettuare misurazioni molto più accurate di ciò che accade all'interno delle molecole durante la fotosintesi utilizzando le varie tecniche di metrologia quantistica sviluppate dai fisici.
Ancora più eccitante è la possibilità che queste molecole possano essere utilizzate per l'elaborazione delle informazioni quantistiche a temperatura ambiente. Immagina computer quantistici fotosintetici!
E oltre a questo c'è la domanda che Whaley e co evitano del tutto. Se l'entanglement svolge un ruolo nella fotosintesi, perché non anche in altri importanti organi biologici? Qualcuno pensa a un organo in cui l'entanglement potrebbe essere utile?
Rif: arxiv.org/abs/0905.3787 : Entanglement quantistico nei complessi fotosintetici di raccolta della luce