{"id":69752,"date":"2022-04-20T04:10:55","date_gmt":"2022-04-20T07:10:55","guid":{"rendered":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/?p=69752"},"modified":"2022-04-20T05:48:49","modified_gmt":"2022-04-20T08:48:49","slug":"o-que-e-a-biologia-quantica-ramo-da-ciencia-que-pode-revelar-por-que-estamos-vivos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/2022\/04\/20\/o-que-e-a-biologia-quantica-ramo-da-ciencia-que-pode-revelar-por-que-estamos-vivos\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 a biologia qu\u00e2ntica, ramo da ci\u00eancia que pode revelar por que estamos vivos"},"content":{"rendered":"
\n
Se par\u00e1ssemos alguns minutos para pensar sobre o que \u00e9 a f\u00edsica qu\u00e2ntica, o que voc\u00ea diria?<\/b><\/span><\/strong><\/h6>\n<\/div>\n
\n

Muitas pessoas podem responder que s\u00e3o f\u00f3rmulas complicadas que explicam processos muito complexos relacionados a part\u00edculas subat\u00f4micas, gravidade, energia, movimento de gal\u00e1xias, buracos negros e tudo o que tenha a ver com espa\u00e7o-tempo e tamanho do universo.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Algo mais ou menos como as ideias de Albert Einstein. Mas essa n\u00e3o seria uma resposta muito distante da realidade.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Afinal, o pai da Teoria da Relatividade lan\u00e7ou as bases para a f\u00edsica estat\u00edstica e a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, parte da f\u00edsica moderna e que \u00e9 muito diferente daquela levantada por Isaac Newton s\u00e9culos atr\u00e1s.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Mas h\u00e1 um ramo menos explorado que n\u00e3o nos obriga a ir muito longe para entender do que se trata. Na verdade, est\u00e1 aqui, em nosso planeta, entre n\u00f3s.<\/p>\n<\/div>\n

\n

O f\u00edsico te\u00f3rico iraquiano-brit\u00e2nico Jim Al Khalili levantou a quest\u00e3o em 2015 com uma pergunta durante uma palestra: “E se o mundo qu\u00e2ntico desempenhasse um papel importante no funcionamento de uma c\u00e9lula viva?”<\/p>\n<\/div>\n

\n

Algo t\u00e3o pequeno pode nos ajudar a entender por que estamos vivos?<\/p>\n<\/div>\n

\n

Por muitos anos, a comunidade cient\u00edfica foi direta: a biologia era uma ci\u00eancia t\u00e3o complexa que n\u00e3o tinha nada a ver com o mundo qu\u00e2ntico.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Hoje, essa ideia \u00e9 vista como equivocada. Na verdade, a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica desempenha um papel t\u00e3o importante nos processos biol\u00f3gicos que \u00e9 vital para a fotoss\u00edntese das plantas ou a respira\u00e7\u00e3o celular.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Este ramo da ci\u00eancia \u00e9 conhecido como biologia qu\u00e2ntica.<\/p>\n<\/div>\n

\n
\n
\n
\n
\n
\n
<\/picture>\n
\"C\u00e9lula\"
A f\u00edsica qu\u00e2ntica pode explicar o funcionamento de uma c\u00e9lula? @getty images<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/figure>\n<\/div>\n
\n

E entend\u00ea-lo abriria as portas para in\u00fameras respostas e processos que ainda n\u00e3o entendemos completamente, desde compreender como funcionam as muta\u00e7\u00f5es at\u00e9 a cria\u00e7\u00e3o de novos medicamentos ou melhorias na computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica.<\/p>\n<\/div>\n

\n

“De certa forma estamos resolvendo um mist\u00e9rio importante”, disse Vladimiro Mujica, qu\u00edmico da Universidade Central da Venezuela e doutor em Qu\u00edmica Qu\u00e2ntica pela Universidade de Uppsala, na Su\u00e9cia.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Recentemente, a Arizona State University, nos Estados Unidos, onde Mujica trabalha atualmente, recebeu uma bolsa de US$ 1 milh\u00e3o da Keck Foundation em conjunto com a Universidade da Calif\u00f3rnia em Los Angeles e a Northwestern University em Chicago. O objetivo \u00e9 estudar biologia qu\u00e2ntica pelos pr\u00f3ximos tr\u00eas anos.<\/p>\n<\/div>\n

\n

A ideia \u00e9 entender ao m\u00e1ximo o alcance desse ramo, que est\u00e1 revolucionando a forma como entendemos a rela\u00e7\u00e3o entre os processos qu\u00e2nticos e a pr\u00f3pria vida.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Mas o que \u00e9 biologia qu\u00e2ntica?<\/strong><\/h4>\n<\/div>\n
\n
\n
\n
\n
\n
\n
<\/picture>\n
\"Vladimiro
Vladimiro Mujica, cientista venezuelano que estuda a rela\u00e7\u00e3o entre f\u00edsica qu\u00e2ntica e processos biol\u00f3gicos @arizona state university<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/figure>\n<\/div>\n
\n

Para responder \u00e0 pergunta, vamos come\u00e7ar pela mec\u00e2nica qu\u00e2ntica:<\/p>\n<\/div>\n

\n

A f\u00edsica moderna se baseia principalmente em dois ramos que estudam a relatividade e o mundo qu\u00e2ntico. O primeiro estuda campos como o movimento de gal\u00e1xias e planetas; j\u00e1 segundo tenta explicar os sistemas at\u00f4micos e subat\u00f4micos que s\u00e3o t\u00e3o pequenos que n\u00e3o podemos v\u00ea-los a olho nu.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Um mundo gigante e um mundo pequeno.<\/p>\n<\/div>\n

\n

O lado \u00f3bvio \u00e9 que qu\u00edmica, biologia e bioqu\u00edmica fazem parte desse universo. E essa mat\u00e9ria \u00e9 composta por \u00e1tomos e mol\u00e9culas.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Ent\u00e3o, se a f\u00edsica qu\u00e2ntica estuda esse mundo at\u00f4mico, tamb\u00e9m estaria descrevendo a biologia, certo?<\/p>\n<\/div>\n

\n

“Os processos biol\u00f3gicos s\u00e3o na verdade sistemas qu\u00e2nticos porque a f\u00edsica (qu\u00e2ntica) descreve o comportamento da mat\u00e9ria no n\u00edvel microsc\u00f3pico”, explica Mujica \u00e0 BBC News Mundo, servi\u00e7o em espanhol da BBC.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Essa \u00e9 uma conclus\u00e3o que parece muito simples. Mas nem sempre foi t\u00e3o \u00f3bvio.<\/p>\n<\/div>\n

\n
\n
\n
\n
\n
\n
<\/picture>\n
\"Ilustra\u00e7\u00e3o
A mec\u00e2nica qu\u00e2ntica estuda o mundo at\u00f4mico e subat\u00f4mico. @getty images<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/figure>\n<\/div>\n
\n

E h\u00e1 uma raz\u00e3o convincente: os processos biol\u00f3gicos s\u00e3o realmente muito complexos. Por outro lado, os sistemas qu\u00e2nticos precisam de “estabilidade”, algo que os cientistas conhecem como coer\u00eancia de ondas.<\/p>\n<\/div>\n

\n

A conclus\u00e3o da comunidade cient\u00edfica \u00e9 que os processos biol\u00f3gicos eram t\u00e3o “ruidosos” que n\u00e3o tinham essa estabilidade. Basicamente, eles destru\u00edram a coer\u00eancia.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Foi por isso que, ao longo do s\u00e9culo 20, os cientistas separaram a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica da biologia. Eles n\u00e3o deram muito interesse ao tema.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Mas talvez estivesse faltando algo que os cientistas n\u00e3o entendiam bem ou que n\u00e3o se encaixava. Talvez houvesse um m\u00e9todo onde tudo isso fosse aplicado dentro de processos biol\u00f3gicos.<\/p>\n<\/div>\n

\n

‘N\u00e3o trivial<\/strong>‘<\/h4>\n<\/div>\n
\n

J\u00e1 se sabe que a mat\u00e9ria \u00e9 composta de part\u00edculas. Alguns s\u00e3o pr\u00f3tons e n\u00eautrons, e outros s\u00e3o conhecidos como part\u00edculas elementares, como el\u00e9trons e f\u00f3tons.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Essas part\u00edculas funcionam no n\u00edvel biol\u00f3gico. Por exemplo, a fotoss\u00edntese nas plantas \u00e9 impulsionada pela transfer\u00eancia de el\u00e9trons nas mol\u00e9culas.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Mas h\u00e1 um problema aqui: como esse el\u00e9tron viaja? Se tiv\u00e9ssemos uma l\u00e2mpada, o el\u00e9tron passaria por um fio de cobre que fica muito quente e faz com que a luz “acenda”.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Mas as plantas n\u00e3o t\u00eam fio de cobre. Na verdade, a biologia tem condutores “terr\u00edveis” de energia, nas palavras de Mujica, e aumentar a temperatura abruptamente faria a c\u00e9lula simplesmente morrer.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Ent\u00e3o o el\u00e9tron precisaria daquela coisa que os cientistas n\u00e3o entendiam. Um processo que era simples e n\u00e3o exigia muita energia para permitir que a part\u00edcula viajasse sem matar a c\u00e9lula.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Esse processo realmente existe e \u00e9 chamado de tunelamento.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Um exemplo: se temos uma bola de t\u00eanis de um lado de uma quadra e temos que faz\u00ea-la passar para o outro lado, bastaria jog\u00e1-la de uma ponta a outra.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Mas se a quadra tivesse um muro muito alto no meio, ent\u00e3o a bola teria que ser lan\u00e7ada muito alto e por cima do muro – de modo contr\u00e1rio, bateria na barreira. \u00c9 assim que a f\u00edsica cl\u00e1ssica funciona.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Mas \u00e9 diferente na f\u00edsica qu\u00e2ntica. Se a bola de t\u00eanis fosse realmente um el\u00e9tron, h\u00e1 uma maneira de o el\u00e9tron passar pela parede e n\u00e3o sobre ela. E isso acontece porque as part\u00edculas se movem na forma de ondas.<\/p>\n<\/div>\n

\n

O efeito t\u00fanel \u00e9 como ” abrir um buraco na parede e passar por ele”. E a vantagem \u00e9 que esse processo \u00e9 t\u00e3o simples e eficaz que \u00e9 utilizado por sistemas biol\u00f3gicos para usar a menor quantidade de energia poss\u00edvel.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Os cientistas chamam esses tipos de eventos de “n\u00e3o triviais”. \u00c9 basicamente como a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica altera os processos biol\u00f3gicos.<\/p>\n<\/div>\n

\n

N\u00e3o \u00e9 algo novo, por\u00e9m. F\u00edsicos como o austr\u00edaco Erwin Schr\u00f6dinger j\u00e1 haviam abordado esse e outros t\u00f3picos da f\u00edsica qu\u00e2ntica na primeira metade do s\u00e9culo 20, lan\u00e7ando as bases para que outros cientistas fizessem novas descobertas.<\/p>\n<\/div>\n

\n
\n

Processos diferentes<\/strong><\/h4>\n<\/div>\n<\/div>\n
\n
\n
\n
\n
\n
\n
<\/picture>\n
\"Folha\"
A fotoss\u00edntese \u00e9 um dos melhores exemplos da f\u00edsica qu\u00e2ntica em processos biol\u00f3gicos. @getty images<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/figure>\n<\/div>\n
\n

Mas o efeito t\u00fanel n\u00e3o \u00e9 o \u00fanico mecanismo qu\u00e2ntico que atua dentro dos processos biol\u00f3gicos.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Existem outros, como a dire\u00e7\u00e3o em que a part\u00edcula gira, algo conhecido como spin<\/i>. E todos esses efeitos agem de maneiras diferentes em distintos est\u00e1gios dos processos biol\u00f3gicos.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Por exemplo, a fotoss\u00edntese consiste em tr\u00eas etapas. A primeira \u00e9 a captura do f\u00f3ton (a part\u00edcula portadora da radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica, como a luz solar) pela planta.<\/p>\n<\/div>\n

\n

A segunda \u00e9 quando os el\u00e9trons absorvem a energia dos f\u00f3tons e passam para um estado de maior energia, viajando pelas mol\u00e9culas e com base no efeito t\u00fanel.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Finalmente, o el\u00e9tron \u00e9 usado para uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica que resulta na libera\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio. E \u00e9 isso que permite que animais e seres humanos respirem.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Em todas essas etapas, a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica est\u00e1 presente.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Mas agora imagine que o el\u00e9tron esteja girando em seu pr\u00f3prio eixo (spin<\/i>), e esse movimento pode ser para a direita ou para a esquerda. Dependendo da dire\u00e7\u00e3o do spin<\/i>, o el\u00e9tron passar\u00e1 ou n\u00e3o pelo t\u00fanel.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Para simplificar, pense nisso como um parafuso, que quando inserido no buraco s\u00f3 pode ser parafusado na dire\u00e7\u00e3o certa. Mas se voc\u00ea tentar de outra maneira, isso n\u00e3o acontece ou voc\u00ea o danifica.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Isso \u00e9 o que se conhece como quiralidade, do grego kheir, que significa m\u00e3o. Quando um objeto \u00e9 quiral, tem outro que \u00e9 o seu reflexo, como a m\u00e3o direita com a esquerda.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Isso significa que o spin<\/i> anda de m\u00e3os dadas com o quiral.<\/p>\n<\/div>\n

\n

“Ent\u00e3o agora voc\u00ea tem um mecanismo privilegiado que protege o transporte de qualquer ru\u00eddo externo. Por isso, um efeito que n\u00e3o era para ser importante, agora \u00e9”, resume Mujica.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Entender esse processo \u00e9 muito importante para a ci\u00eancia. Sabe-se agora que tunelamento, spin<\/i> e quiralidade est\u00e3o relacionados n\u00e3o apenas \u00e0 fotoss\u00edntese, mas tamb\u00e9m \u00e0 s\u00edntese de prote\u00ednas, \u00e0 forma como os organismos respiram ou \u00e0 conex\u00e3o entre os neur\u00f4nios.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Mesmo em muta\u00e7\u00f5es, transforma\u00e7\u00f5es do material gen\u00e9tico que ocorrem pela mudan\u00e7a aleat\u00f3ria de uma mol\u00e9cula em nosso corpo.<\/p>\n<\/div>\n

\n
\n
\n
\n
\n
\n
<\/picture>\n
\"Erwin
O trabalho de Erwin Schr\u00f6dinger tem sido vital para o estudo da f\u00edsica qu\u00e2ntica @getty images<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/figure>\n<\/div>\n
\n

Diferentes aplica\u00e7\u00f5es<\/strong><\/h4>\n<\/div>\n
\n

Mas para que serve tudo isso? Teria alguma utilidade em aplica\u00e7\u00f5es do mundo vis\u00edvel?<\/p>\n<\/div>\n

\n

Por ora, os cientistas est\u00e3o apenas tentando entender a verdadeira dimens\u00e3o da biologia qu\u00e2ntica. Afinal, durante muito tempo ela foi considerada sem import\u00e2ncia. H\u00e1 cerca de uma d\u00e9cada \u00e9 que este campo da ci\u00eancia come\u00e7ou a emergir novamente.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Um ramo que pode se beneficiar \u00e9 a farmacologia, onde a quiralidade desempenha um papel importante.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Outra \u00e9 a computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica. “No ponto onde estamos, vamos tentar encontrar bons sistemas para fazer o processamento qu\u00e2ntico”, diz Mujica. “J\u00e1 existem computadores qu\u00e2nticos, mas s\u00e3o muito limitados. S\u00e3o brinquedos muito avan\u00e7ados e extremamente caros”, acrescenta.<\/p>\n<\/div>\n

\n

O que agora \u00e9 evidente \u00e9 o papel crucial que a f\u00edsica qu\u00e2ntica tem em nos ajudar a entender como funcionam os processos biol\u00f3gicos muito importantes que tornam a vida poss\u00edvel.<\/p>\n<\/div>\n

\n

Portanto, n\u00e3o se trata tanto de procurar outros planetas, mas tamb\u00e9m de dar uma olhada profunda em n\u00f3s mesmos.<\/p>\n

Cr\u00e9dito: Daniel Gonz\u00e1lez Cappa \/ <\/span>BBC News Mundo – @ dispon\u00edvel na internet 20\/04\/2022<\/strong><\/h6>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Se par\u00e1ssemos alguns minutos para pensar sobre o que \u00e9 a f\u00edsica qu\u00e2ntica, o que voc\u00ea diria? Muitas pessoas podem responder que s\u00e3o f\u00f3rmulas complicadas que explicam processos muito complexos relacionados a part\u00edculas subat\u00f4micas, gravidade, energia, movimento de gal\u00e1xias, buracos negros e tudo o que tenha a ver com espa\u00e7o-tempo e tamanho do universo. Algo […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":69753,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[133],"tags":[],"class_list":{"0":"post-69752","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-destaques"},"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/i0.wp.com\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-content\/uploads\/2022\/04\/123964634_gettyimages-1129161301.jpg.webp?fit=800%2C450&ssl=1","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/69752","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=69752"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/69752\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/media\/69753"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=69752"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=69752"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=69752"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}