La Disposición Especial de la Materia en las Biomoléculas Protege la Coherencia Cuántica

Se han producido fotones cuánticos entrelazados en una clase de macromoléculas biológicas conocidas como proteínas verdes fluorescentes (derivadas de organismos bioluminiscentes como las medusas). Además de producir fotones entrelazados, se descubrió que la estructura y la forma de la proteína verde fluorescente (GFP) protegían los fotones de la decoherencia por fuentes ambientales. El reciente experimento ha dado un vuelco al pensamiento convencional reinante sobre la posibilidad de estados cuánticos no triviales en el sistema biológico.

"Las proteínas fluorescentes (FPs) han recibido una importante atención en la investigación biomédica (microscopía de fluorescencia, dinámica intracelular y tecnología de genes reporteros) debido a su alta eficiencia cuántica en los procesos de absorción-emisión, y a su capacidad para fusionarse con otras proteínas manteniendo la fluorescencia. El bioláser optofluídico, en el que el medio de ganancia consiste en FP verdes mejorados (EGFP) expresados en células vivas, ha logrado medir cambios sutiles en las moléculas biológicas. Sin embargo, la aplicación potencial de los FP en la tecnología cuántica aún está por explorar” --- Generation of photonic entanglement in green fluorescent proteins, 2017.

Uno de los principales postulados que ha repetido el equipo de investigación de Resonance Science Foundation, en particular el biofísico William Brown, es que el sistema vivo es una disposición única de la materia que tiene propiedades que van más allá de lo que se observa en la materia normal. Las configuraciones y propiedades especiales de las macromoléculas biológicas del sistema vivo, moldeadas por miles de millones de años de evolución, tienen propiedades únicas que van mucho más allá de lo que se presume ingenuamente basándose en la experimentación con partículas individuales en condiciones de laboratorio altamente aisladas.

Sencillamente, es una perspectiva retrógrada suponer que se pueden utilizar partículas aisladas para enseñarnos las propiedades fundamentales de biomoléculas extremadamente complejas; de hecho, puede que descubramos que el sistema biológico será la próxima fuente revolucionaria para estudiar más profundamente que nunca la naturaleza de la mecánica cuántica.

Muchas teorías destacadas que han propuesto fenómenos mecánicos cuánticos dentro del sistema biológico -que integrarían los procesos del sistema vivo mucho más profundamente en el engranaje fundamental de la mecánica universal-, han sido rápidamente rechazadas por los físicos "pragmáticos" debido a la perspectiva (errónea) de que el entorno celular es muy ruidoso, desordenado y de ninguna manera propicio para estados cuánticos frágiles.

Muchos desarrollos recientes han comenzado a mostrar lo erróneas que son estas presunciones prevalentes y convencionales: los estados cuánticos no son tan frágiles después de todo, con efectos como la discordia cuántica y la dinámica cuántica de Zenón cada vez más conocida; y el sistema biológico no es ruidoso y desordenado, es una configuración paracristalina de orden preciso y orquestación sinfónica.

El último experimento sobre la producción de fotones cuánticos entrelazados por la GFP in situ, y la mayor resistencia a la decoherencia ambiental debido a la estructura de blindaje del barril beta de la GFP, proporcionan apoyo observacional y empírico a las teorías de los procesos biológicos cuánticos. Los responsables de la investigación señalan que los avances en biología cuántica son los que les impulsaron a aplicar novedosas técnicas de espectroscopia cuántica con materiales biológicos.

Las propiedades cuánticas únicas de las biomoléculas y la producción resultante de pares de fotones entrelazados tienen un gran potencial de aplicaciones tecnológicas para aumentar la precisión de las mediciones, así como para proporcionar nuevos mandos de control en aplicaciones espectroscópicas no lineales.

Artículo: Experiment demonstrates quantum mechanical effects from biological system