El mundo que describe la física de Newton se corresponde con el mundo que conocemos a través de nuestros sentidos.
Así, sus fórmulas tienden a parecernos "de sentido común" o "razonables". Pero a medida que la física se adentra en el mundo de lo infinitamente grande (la relatividad de Einstein) o lo infinitamente pequeño (la mecánica cuántica) nuestra experiencia cotidiana deja de ser un referente válido. En esas áreas ocurren cosas que nos parecen contradecir el sentido común, algo que se describe como "contrafáctico".
Esto ha contribuido a que se entienda la física y su lenguaje como desvinculado de todo el resto, especialmente del mundo de la biología.
Pero... ¿Qué tal si no es así?
Un grupo de científicos creen ahora que las normas de la fisica cuánticapodrían jugar un papel importante en la biología de la vida. Cada vez hay más evidencias de la participación de la mecánica cuántica en procesos biológicos, como la fotosíntesis, la migración de las aves, el sentido del olfato, y posiblemente también en el origen de la vida.
Estos y otros misterios fueron debatidos en la edición de este año del Festival Mundial de la Ciencia, realizada en New York.
La física cuántica estudia el extraño conjunto de reglas que gobiernan el comportamiento de las partículas subatómicas, que pueden atravesar muros, moverse como olas o como partículas y permanecer conectadas a través de largas distancias. "La mecánica cuántica es rara, esa es su característica principal. Es vibrante y extraña", opina el ingeniero mecánico Seth Lloyd, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).
Estas singularidades generalmente no son percibidas a nivel macro, sin embargo parece que la naturaleza se las ha arreglado para usar la mecánica cuántica para potenciar varios de sus más complejos sistemas vitales. "La vida está hecha de átomos y los átomos están regidos por la física cuántica", explica el cosmólogo Paul Davies, de la Universidad Estatal de Arizona. "La vida ha existido en el planeta por mucho tiempo, 3,500 millones de años por lo menos, y hay tiempo suficiente para aprender algunos 'trucos cuánticos' si eso nos concede alguna ventaja", agrega.
Una de las áreas que implica a la física cuántica es el tránsito migratorio de las aves y otros animales. Muchos pájaros viajan miles de kilómetros cada año para regresar no solo a la misma región, sino también al mismo lugar donde se criaron. Durante siglos, los científicos han tratado de averiguar cómo las aves pueden tener semejante sentido de la orientación, asumiendo que estas poseen una habilidad de sentir la dirección basada en el campo magnético de la Tierra.
La evidencia actual sugiere que las aves pueden usar un sistema cuántico similar al de las partículas subatómicas, de compartir propiedades incluso cuando se hallan muy lejos unas de otras. En su caso, los científicos creen que las aves poseen una proteína dentro de los ojos llamada criptocromo.
Cuando la luz verde pasa por el ojo de un ave, esta proteína da un impulso energético a uno de los dos electrones de un par enlazado y lo separa de su pareja. En esta nueva locación, el electrón experimenta una magnitud ligeramente distinta del campo magnético terrestre, lo que altera su órbita.
Con esta información las aves pueden diseñar un mapa interno para guiarse con precisión.
Algo parecido sucede con el sentido del olfato. Los científicos descubrieron que algunas moléculas olfativas tienen la misma forma pero olores totalmente distintos, que están determinados por un minúsculo átomo de hidrógeno sustituido por uno de deuterio.
Este cambio afecta el peso de la materia pero no su forma, y el sistema olfativo puede percibir esta mínima diferencia. Según la teoría, esto se debe a la habilidad de las partículas cuánticas de moverse como olas.
Como en estos dos casos, la ciencia viene probando cada vez más la gran importancia que tiene la física cuántica en la naturaleza, resolviendo enigmas biológicos, y el próximo sería el origen de la vida.
"Queremos saber cómo la 'no-vida' se convirtió en vida", dice Davies. "La vida es claramente un estado distintivo. Lo que nos gustaría saber es si esa distinción es producto de la mecánica cuántica", añade.
