Categoria | Scienza e Tecnologia

La fisica quantistica spiega la fotosintesi e l’olfatto

Pubblicato il 01 agosto 2015 da redazione

PAPETS-eu

È possibile che una cosa si trovi in due posti diversi allo stesso tempo? Secondo la fisica quantistica sì. Più precisamente, in linea con il principio della “sovrapposizione”, si può descrivere una particella come esistente in due stati diversi contemporaneamente. Anche se per i non esperti potrebbe sembrare una pratica stravagante, la sovrapposizione ha solide fondamenta scientifiche. I ricercatori del progetto PAPETS stanno studiando questo e altri fenomeni che si trovano al confine tra la biologia e la fisica quantistica. Il loro obiettivo è quello di determinare il ruolo delle dinamiche vibrazionali nella fotosintesi e nell’olfatto.

La “sovrapposizione” quantistica rende la fotosintesi più efficiente.

Le reazioni della fase luce dipendente della fotosintesi clorofilliana.

Le reazioni della fase luce dipendente della fotosintesi clorofilliana.

 

Gli effetti quantici in un sistema biologico – per esempio in un complesso fotosintetico – sono stati osservati per la prima volta da Greg Engel e dai suoi collaboratori nel 2007, negli Stati Uniti. Questi effetti sono stati riprodotti in diversi laboratori a temperature di circa -193 gradi Celsius e in seguito a temperatura ambiente.

“La cosa sorprendente e interessante è che questi effetti quantici sono stati osservati in complessi biologici, che sono sistemi grandi, umidi e rumorosi,” spiega il coordinatore del progetto PAPETS, il dott. Yasser Omar, ricercatore presso l’Instituto de Telecomunicações e professore all’Universidade de Lisboa. “La sovrapposizione è fragile e ci si aspetterebbe che venga distrutta dall’ambiente.

La sovrapposizione contribuisce a un trasporto più efficiente dell’energia. Un eccitone – una quasi-particella quantica che trasporta energia – può viaggiare più velocemente lungo il complesso fotosintetico grazie al fatto che può esistere in due stati contemporaneamente. Quando arriva a una biforcazione, non ha bisogno di scegliere destra o sinistra, può procedere su entrambi i percorsi contemporaneamente.

“È come un labirinto,” afferma il dottor Omar. “Solo una porta conduce all’uscita, ma l’eccitone può provare sia quella di destra che quella di sinistra contemporaneamente. È più efficiente.”

Omar e i suoi colleghi ritengono che una confluenza di fattori aiuti a effettuare e mantenere la sovrapposizione, ovvero le dinamiche dell’ambiente vibrante, il cui ruolo è appunto quello che il progetto PAPETS si propone di capire e sfruttare.

 

Teoria e  sperimentazione s’incontrano.

Le teorie studiate da PAPETS sono state testate in esperimenti di verifica che servivano anche ad acquisire altre informazioni. Per studiare il trasporto quantico nella fotosintesi, per esempio, i ricercatori hanno sparato veloci impulsi laser su sistemi biologici, per osservare il comportamento dell’interferenza lungo la rete di trasporto, un segno distintivo del fenomeno a onda.

“È come gettare sassi in un lago,” spiega Omar. “Si può vedere solo se le onde generate diventano più grandi o si cancellano l’un l’altra quando s’incontrano.”

 

Celle solari più efficienti e rilevazione degli odori.

Benché PAPETS sia essenzialmente un progetto di studio, sta fornendo informazioni anche su future applicazioni pratiche. I ricercatori di PAPETS stanno raggiungendo una comprensione più profonda di come funziona la fotosintesi e questo potrebbe facilitare la produzione futura di celle solari molto più efficienti.

L’olfatto – la capacità di riconoscere e distinguere odori diversi – è un altro settore promettente. Gli esperimenti si sono concentrati sul comportamento delle mosche Drosophilia. Finora i ricercatori sospettano che la creazione di un tunnel da parte degli elettroni associata alle vibrazioni interne di una molecola potrebbero essere un segnale dell’odore. Il dottor Omar paragona questa creazione di un tunnel a una palla di ping pong messa in una ciotola che attraversa uno dei lati della ciotola per apparire al di fuori di essa.

Questo lavoro potrebbe avere applicazioni nel settore alimentare, idrico, cosmetico e farmaceutico. Una migliore rilevazione artificiale dell’odore potrebbe essere usata anche per rilevare impurità o fattori inquinanti.

“Diversamente dalla vista, l’udito o il tatto, il senso dell’olfatto è difficile da riprodurre artificialmente in modo efficace” dichiara Omar.

Il progetto PAPETS, avviato a settembre del 2014 e che si concluderà ad agosto del 2016, ha ottenuto dall’Unione Europea un finanziamento  di 1,8 milioni di euro.

Link al progetto

2 Comments For This Post

  1. paolo manzelli Says:

    La Economia circolare mette in evidenza come le logiche lineari della concezione scientifica proria della meccanica classica causano una interfetenza negativa sui cicli biologici dela vita . Infatti la vita si basa su clicli riproduttivi che devono rispettate la ciclicita’ del tempo per potersi ristrutturare generando nuove generazioni della vita . Il CODICE ARMONICO vedi: “Congresso “Codice Armonico” 2016″ , con la Relazione di Paolo Paolo Antonio Manzelli, pone una riflessione sui piu recenti studi quantistici della biologia della vita . Infatti le attivita energetiche agenti a livello nanometrico ( cioe’ su membrane molecolari-bidimensionali ) vanno a influenzare le attivita riproduttive di espessione genetica che determinano la crescita dei sistema vivente . Ad es. 1) la clorofilla (ed altri cromofori ) nella fotosintesi delle piante assorbono la enegia luminosa e la trasferiscono ai cloroplasti, come segnale di eccitazione, che la trasformano in energia biologica mediante modalita ondulatorie che si basano sulla azione di “entangement” quantistico (*) . Es. 2) Le piante per crescere nella direzione anti-gravitazionale, risentono delle variazioni di energia gravitazionale che vanno a dipendere dal ciclo delle fasi lunari. La piccola differenza ciclica della gravita esercitata dalla luna diviene anche essa un “codice armonico ” che indiriza la crescita dal seme alla pianta. Pertando è importante capire come gli studi piu recenti sulla natura sono basati sulla estenzione della scienza quantistica al sistema biologico della vita sono determinanti nella vita. In conclusione la moderna bio-quantistica diviene il fondamento della scienza circolare della natura in quanto che apre nuove prospettive scientifiche e tecnologiche ad una nuova armonia tra l’ uomo ed il suo ambiente vitale. Paolo Antonio Manzelli (335/6760004) 10/OTT/2016 Firenze (*): https://www.facebook.com/groups/ENTANGLEMENT/?fref=ts

  2. paolo manzelli Says:

    INVITO: Convegno – “Biofotoni ed Energia per la Vita” 28 Sett 2017 c/o Accademia dei Georgofili in Firenze .
    ORGANIZZAZIONE di Egocreanet ONG c/o Incubatore UNIFI e Collaboratori
    Collaboratori: . Foundation of Physics Research Center (FoPRC); Magnetic Interactions and Life: https://web.infn.it/Emil/
    Media Partners : Altro Giornale , Il Cambiamento, Caos-Management, TerraNuova
    Patrocini: “ Regione Toscana” e “ Ministero Politiche Agricole”
    NB: La partecipazione e le collaborazioni al convegno sono “Gratuite”
    https://www.retedeldono.it/it/progetti/espansione-globale-degli-osservatori-sulla-creativita-network/cultura-naturale-i-biofotoni
    Il Convegno sul Tema “BIOFOTONI ED ENERGIA PER LA VITA”, 28 Sett 2017 c/o Accademia dei Georgofili in Firenze , e’ impostato per trovare un nuova coerenza culturale e scientifica basata sulla comunicazione trans-disciplinare e multi attoriale delle conoscenze sulla vita, indirizzate per descrivere scenari innovativi ed aperti a formidabili nuove probabilita’ di sviluppo delle scienze della vita fondate sulla comunicazione dei Biofotoni, Paolo Manzelli (335/6760004) , 18/AGO/2017 .
    ..BOZZA PRELIMINARE DEL 01 AGO. 2017 NB: soggetta a correzioni e spostamenti di orario . http://www.georgofili.it/uploaded/1836.pdf
    .9.00 – 9.30 Iscrizioni ed Apertura del Convegno: Saluti Autorita
    9.30- . – Arte e Scienza- Biofotoni e la Vita: (manca Abstract)
    Presentazione di un quadro dell’ artista Daniela Biganzoli collaboratrice di Egocreanet
    Introduzione al convegno scopi e prospettive
    10.00 – 10.30 Paolo Manzelli, EgoCreanet, “Le scienze della vita e i biofotoni nel quadro del cambiamento dei riduzionismo meccanico della scienza “
    10.30 – 11.00 Coerenza elettrodinamica quantistica nella materia biologica e generazione di biofotoni,
    Luigi Maxmilian Caligiuri, FoPRC (manca Abstract)
    11.00 – 11.30 Aspetti applicativi dei Biofotoni d’interesse Agro-Alimentare,e della Salute.
    Agata Scordino, Uni. Fisica Catania
    11.30-12.00 Near infrared spectroscopy, la luce come modello di esplorazione della funzionalità cerebrale in ambito clinicol Samorindo Peci: Direttore scientifico Cerifos Milano e Forschung Herlenbach Deutschland
    12.00 – 12.30 “Biofotoni nella salute dell’ Uomo” Leonardo Longo
    12.30 – 13.00 I biofotoni: breve excursus storico fra intuizioni e scienza avanzata,
    Bruno Morpurgo, Fisico
    13.00 – 15.00 Pausa Pranzo
    Relatori prenotati (20’ ciascuno) NB: le relazoni possono essere presentate in PP .
    15.00 – 15.20 “Biofotoni: vettori di Energie Sottili” Carlo Donelli-Makhoufi
    15.20-15.40 – Cromopuntura: una terapia di informazione biofisica,
    Vincenzo Primitivo, Cromo-Pharma
    15.40 – 16.00 ..Implicazioni agronomiche relative alla conoscenza dei Biofotoni,
    Andrea Battiata, Agronomo Collaboratore EgoCreanet
    16.00 – 16.20 Impronta simbiotica del suolo mediante Litterbarg qualitativi
    Giusto Giovannetti, Centro culture sperimentali – Rete-Nirs (Revisione Abstract)
    16.20–16.40 la Rete dei Microtuboli nel Quantum Brain – Riccardo Simoni (Revisione Abstract)
    16.40-17.00-L’epigenetica nella medicina quantistica. Giorgio Terziani EURODREAM (manca Abstract)
    17.00 -17.20- Biofotoni e Cromosomatica ..Gianmichele Ferrero –Naturopata (manca Abstract)
    17.20-17.40 –Biofotoni ed Omeopatia Dr.Sergio Segantini – Omeopata-Firenze.
    .17.40 – 18.00 – Giuliana Conforto BIOFOTONI E FONONI –Riflessioni su : Che cos’è la Vita?
    Tavola rotonda finalizzata alla nascita di un nuovo soggetto di collaborazione transdisciplinare di conoscenze innovazione e sviluppo : discussione ed apertura delle adesioni nazionali ed internazionali al fine di proseguire l’ impegno condiviso per la diffusione e lo sviluppo elle conoscenze sul tema “Biofotoni e la Vita” . 18.30 . -19.00 Saluti e chiusura convegno
    NB : e’ probabile un ri-arrangiamento orario del programma Dead Line 02/ago/2017
    Vedi: http://gsjournal.net/Science-Journals/Research%20Papers-Biomechanics/Download/6894

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