Sobre la supuesta “bacteria de Schrödinger” observada en una microcavidad fotónica

En la revista Scientific American se hacen eco de la supuesta observación de una «bacteria de Schrödinger». Así se ha bautizado el supuesto estado de superposición cuántica de bacterias vivas en una microcavidad fotónica. Un artículo teórico que interpreta así la observación en otro artículo experimental del acoplamiento fuerte de fotones en la microcavidad y excitones en ciertas proteínas que actúan como antenas fotosintéticas en las bacterias Chlorobaculum tepidum. Por supuesto, el acoplamiento fotónico observado no tiene nada que ver con un posible estado de superposición cuántica de las bacterias vivas. No tiene ningún sentido físico, a pesar de haberse publicado en la revista científica (aún sin índice de impacto) Journal of Physics Communications.

La idea de Chiara Marletto (Univ. Oxford) y sus colegas es aplicar la física cuántica a una bacteria viva, como si toda ella fuera responsable del acoplamiento fotón-excitón observado. Pero como queda claro en el artículo experimental original, el acoplamiento se produce en ciertas proteínas que forman el clorosoma, el complejo proteico que actúa como antena fotosintética en dichas bacterias. Imagina que tuvieras en tu mano un dispositivo experimental con un cúbit, ¿afirmarías que te encuentras en un estado de superposición cuántica? Y si mediante un dispositivo experimental se acoplara a otro cúbit, ¿afirmarías que en dicho caso tu cuerpo también estaría acoplado? Pues eso es lo que afirman Marletto y sus colegas para las bacterias verdes del azufre dentro de la microcavidad óptica. Un sinsentido que no requiere mayor explicación.

El nuevo artículo teórico es C. Marletto, D. M. Coles, …, V. Vedral, “Entanglement between living bacteria and quantized light witnessed by Rabi splitting,” Journal of Physics Communications 2: 101001 (10 Oct 2018), doi: 10.1088/2399-6528/aae224, siendo el artículo experimental David Coles, Lucas C. Flatten, …, David G. Lidzey, “A Nanophotonic Structure Containing Living Photosynthetic Bacteria,” Small 13: 1701777 (15 Aug 2017), doi: https://doi.org/10.1002/smll.201701777. El artículo divulgativo que ha aireado la polémica es Jonathan O’Callaghan, “«Schrödinger’s Bacterium» Could Be a Quantum Biology Milestone,” Scientific American, 29 Oct 2018.

El periodista científico O’Callaghan se limpia las manos. Uno de los autores del artículo teórico, Tristan Farrow (Univ. Oxford), le sugirió el término «bacteria de Schrödinger». Observar el entrelazamiento cuántico entre una bacteria viva y un fotón en una cavidad óptica sería todo un hito histórico. Sorprende que los autores originales fueran tan «torpes» como para no haberse dado cuenta. Han tenido que venir unos colegas teóricos para aclararles lo que realmente habían logrado. Que nadie se confunda, mi tono es irónico, obviamente.

Lo que todo lector de este blog debe tener claro es que el resultado experimental se puede explicar a la perfección con un modelo óptico clásico. No se necesita recurrir a las leyes de la física cuántica para explicar las observaciones. Por contra, Marletto y sus colegas proponen usar un modelo óptico cuántico (en rigor semi-clásico), en el que toda la bacteria se comporta de forma cuántica. Así ofrecen una interpretación alternativa muy al gusto de los periodistas científicos (y de gran parte del público lego aficionado a la divulgación científica). Por desgracia, dicha interpretación carece de todo rigor. De hecho, yo no quería hacerme eco de esta noticia, pero me lo han pedido en Twitter.

Y, por cierto, O’Callaghan considera que «bacteria de Schrödinger» en el título no es suficientemente sensacionalista. Así que finaliza su artículo mencionando que hay investigadores tratando de repetir el experimento usando tardígrados (ositos de agua) en lugar de bacterias. Si lo logran, acabará escribiendo un artículo sobre «tardígrados de Schrödinger». Sensacionalismo puro y duro. Lo siento, pero los efectos cuánticos en los sistemas biológicos son un tema de investigación tan interesante que no necesita este tipo de noticias.

2 comentarios

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miguel miguel

Hola,Pues lo que mas me sorprendió hace muchos años fue exactamente eso, pues tarde mucho en comprender (¿para que?).
Las antenas.
Un saludo y gracias.

Carlos Carlos

Yo creo que el experimento es remarcable, y en mi opinión si sienta unas bases sólidas para empezar a plantearse cuestiones relacionadas con la superposición cuántica en organismos vivos. Pero eso sí, completamente de acuerdo en que cualquier claim sobre quantumness basado en el Rabi splitting no se sostiene, simplemente es la física de dos osciladores acoplados.

Lo que está claro es que cualquier superposición de un organismo vivo que se consiga crear será algo que no influya en nada al organismo (en la línea de tu analogía con alguien que sostiene un qubit en su mano y no está en superposición; el qubit no te afecta para nada y vuestras funciones de onda están factorizadas). Para mí la ruta con más probabilidades de éxito es la de conseguir superposiciones de osciladores mecánicos, y luego hacer lo mismo con virus o bacterias adheridas a estos osciladores. Una vez esté demostrado que un ser vivo puede estar en dos sitios a la vez (lo cual en mi opinión no tendría nada de especial una vez se hubiera demostrado lo mismo para osciladores mecánicos macroscópicos), tocaría empezar a tomarse en serio el many-world theory.

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