Descripción

La biofísica es una disciplina que une la física y la biología. Su propósito es aplicar los modelos y principios físicos para entender los fenómenos altamente complejos que se presentan en sistemas biológicos. Desde los fenómenos macroscópicos que se presentan en los ecosistemas, pasando por tejidos y células y alcanzando los niveles nanoscópicos y atómicos, la biofísica descubre los secretos de la vida. Esta se diversifica y mantiene presencia en el elemento principal del ser vivo, la célula. Compuesta por membranas citoplasmática y nuclear y moléculas altamente sofisticadas, la célula contiene la herencia genética en el ADN, la conciencia en las redes neuronales y la respuesta a la existencia humana [1].

Además de la incógnita del origen de la vida, otras preguntas siguen sin respuesta: la diferenciación celular, el plegamiento de proteínas, el proceso neuronal conocido como memoria y quizá la más apasionante de todas, la conciencia. Con respecto a esta última, y fuera de una interpretación religiosa, psicológica o filosófica, la mecánica cuántica $ descripción del comportamiento de la materia y de la luz en todos sus detalles y, en particular, de los acontecimientos en la escala atómica [2]$ parece aportar ideas para comprenderla. Muy actual en su surgimiento, y considerada en ocasiones como ciencia especulativa, está la disciplina nombrada como biología cuántica.

Esta extrapolación de la física a nivel cuántico tiene su primer voto en el fenómeno de la fotosíntesis. Como es ampliamente conocido, el fenómeno de la fotosíntesis inicia con un proceso mecánico cuántico, la absorción de radiación electromagnética por las hojas de las plantas. Después de millones de años de evolución, las plantas aprovechan esta radiación, en ciertas longitudes de onda, para realizar procesos químicos y la generación de moléculas y orgánulos complejos. Actualmente, se considera que el proceso de la fotosíntesis conlleva otros fenómenos mecánicos cuánticos, entre los cuales se tienen el efecto túnel [3] y el entrelazamiento cuántico [4]. La explicación de este fenómeno, considera que partículas entrelazadas cuánticamente, no deben considerarse como partículas individuales, sino como un sistema.

Así, estas partículas se comunican a velocidades mayores a la de la luz y comparten información, de modo que dos partículas entrelazadas cuánticamente saben lo que pasa entre ellas. Si este fenómeno está presente en el proceso de la fotosíntesis, es una tarea a abordar, y se espera que este trabajo sea un aporte inicial al tema El contenido de la tesis es el siguiente. En el capítulo 1, se presentan, de forma breve, los conceptos fundamentales de la mecánica cuántica, evitando en la medida de lo posible el formalismo matemático que los acompaña. El capítulo 2, contiene la relación entre los procesos cuánticos y la física estadística. Este capítulo se consideró importante por el hecho que en el proceso de la fotosíntesis, aparte de la absorción de radiación electromagnética, se tienen fluctuaciones térmicas y espectros, vibraciones asociados.

Por otra parte, en el capítulo 3, se presenta el fenómeno de la fotosíntesis desde la interpretación química clásica, hasta la interpretación física. Finalmente, se incluye la conclusión y perspectivas de este trabajo de tesis. Fundamentalmente, esta revisión, sin ser exhaustiva, abre puertas para estudiar con mayor amplitud los fenómenos mecánica cuánticos presentes en sistemas vivos.