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Fotosintesi grazie alla meccanica quantistica? Nuove prove da uno studio
Quando la luce del sole colpisce una foglia, l’energia viaggia in pochi istanti attraverso strutture proteiche, fino a trasformarsi in carburante vitale per la pianta. Questo processo, alla base della fotosintesi, è talmente rapido ed efficiente che da decenni i fisici si chiedono se a guidarlo non ci sia un ingrediente nascosto: la meccanica quantistica. Un nuovo studio della Rice University sembra fornire una risposta affermativa, indicando nell’entanglement quantistico uno strumento naturale per velocizzare il movimento dell’energia.
I ricercatori hanno creato un modello molecolare semplificato con due estremi: un donatore, che assorbe energia, e un accettore, dove l’energia deve arrivare. Tra i due poli, l’energia poteva muoversi compiendo “salti” successivi, corti o lunghi, soggetti a disturbi ambientali come vibrazioni. La domanda centrale era chiara: il trasferimento è più rapido se l’energia parte concentrata in un punto oppure se inizia diffusa in una sovrapposizione quantistica su più siti?
Le simulazioni hanno rivelato che la seconda opzione vince nettamente. Quando l’energia si trova in uno stato entangled e delocalizzato, i tempi di trasferimento risultano costantemente più rapidi. “Delocalizzare l’eccitazione iniziale accelera il processo in modi che un punto singolo non può ottenere”, ha spiegato Guido Pagano, fisico e astronomo coinvolto nello studio. Il vantaggio resiste persino alla presenza di rumore esterno, poiché lo stato quantistico offre più percorsi possibili all’energia, aumentando le chance di arrivare rapidamente all’accettore.
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