Biologia quantistica, la biomolecola che si comporta come un’onda

Un’équipe di ricercatori della University of Vienna è riuscita, per la prima volta al mondo, a osservare l’interferenza quantistica – la prova tangibile della dualità onda-particella – in una biomolecola piuttosto grande, la gramicidina, un antibiotico naturale composto da 15 amminoacidi. Un risultato, dicono gli autori del lavoro, estremamente importante nel campo della biologia quantistica, e in particolare della comprensione delle proprietà quantistiche di macromolecole come enzimi, dna e addirittura di semplici forme di vita come i virus.

L’esperimento condotto dai ricercatori di Vienna, guidati da Armin Shayeghi, è piuttosto semplice, almeno in linea di principio. Gli scienziati hanno raffreddato a temperature bassissime un fascio di molecole di gramicidina e hanno quindi provato a farle interferire con se stesse (per continuare l’analogia con le onde: è come se si lanciassero due sassi in uno stagno e si osservasse cosa succede quando le onde si urtano tra loro). Se si osserva un pattern di interferenza vuol dire che le particelle si comportano effettivamente come se fossero un’onda.

Il primo problema di un esperimento del genere sta nella creazione del fascio di biomolecole, che sono particolarmente fragili e si rompono molto facilmente in molecole più piccole. Per riuscirci, Shayeghi e colleghi hanno ricoperto il bordo di una ruota con uno strato sottilissimo di gramicidina; successivamente, vi hanno inviato una serie di impulsi laser molto brevi – dell’ordine dei femtosecondi – per far sì che le biomolecole si staccassero dalla ruota senza danneggiarsi. A questo punto, la gramicidina fluttuante viene spazzata via da un fascio di atomi di argon che viaggia a 600 metri al secondo.

A questo punto arriva la parte più difficile.

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