Квантовое безумие: учёные пытаются "оседлать" микромир

Представьте, что вы используете возможности своего мобильного телефона для манипулирования и лечения собственных клеток. Это может показаться сюжетом из научно-фантастического романа, но эта футуристическая концепция может стать реальностью благодаря развивающейся области квантовой биологии.

Фото: https://promdevelop.com/

За последние несколько десятилетий ученые добились значительных успехов в постижении биологических систем и манипулировании ими на все более мелких уровнях, включая сворачивание белков и генную инженерию. Однако глубокое влияние квантовых эффектов на живые системы остается относительно загадочным.

Квантовая граница

Квантовые эффекты — это явления, происходящие между атомами и молекулами, которые не поддаются объяснениям классической физики. Более века назад было признано, что классическая механика, включая законы движения Ньютона, не соответствует действительности в атомных масштабах. Вместо этого эти мельчайшие образования подчиняются отдельному набору законов, известному как квантовая механика.

Подтверждение квантовости в биологии

Квантовыми явлениями можно манипулировать для улучшения технологического прогресса. На самом деле, мы уже живем в мире, который управляется квантовыми устройствами, начиная от лазерных указок и GPS и заканчивая магнитно-резонансной томографией и компьютерными транзисторами, каждый из которых зависит от сложного взаимодействия квантовых эффектов.

В сфере сложных и запутанных биологических систем ожидается, что большинство квантовых эффектов быстро исчезнут, подавленные "теплой, влажной средой клетки", как метко описал физик Эрвин Шредингер. Однако химики уже давно оспаривают эту точку зрения. Обширные исследования основных химических реакций при комнатной температуре однозначно показывают, что квантовые эффекты лежат в основе процессов, происходящих внутри биомолекул, включая белки и генетический материал. Данные свидетельствуют о том, что квантовые эффекты оказывают значительное влияние на биологические функции, такие как регуляция активности ферментов, восприятие магнитных полей, контроль клеточного метаболизма и облегчение переноса электронов в биомолекулах.

Путь к раскрытию секретов природы

Исследования уже показали, что слабые магнитные поля оказывают влияние на многочисленные физиологические процессы. Эти процессы включают развитие и созревание стволовых клеток, скорость пролиферации клеток, восстановление генетического материала и другие. Эти физиологические реакции на магнитные поля соответствуют химическим реакциям, зависящим от вращения определенных электронов в молекулах. Таким образом, применяя слабое магнитное поле для манипулирования вращениями электронов, можно эффективно управлять конечными продуктами химической реакции, что приводит к значительным физиологическим последствиям.

Недостающий фрагмент головоломки заключается в создании "детерминированной кодовой книги", которая сопоставляет квантовые причины с физиологическими результатами.

В будущем использование и тонкая настройка квантовых свойств природы может позволить разработать неинвазивные терапевтические устройства, управляемые дистанционно и доступные через мобильные телефоны. Электромагнитные методы лечения потенциально могут произвести революцию в профилактике и лечении заболеваний, включая лечение опухолей мозга, а также ускорить процессы биопроизводства, такие как выращивание мяса в лабораторных условиях.