دراسة الظواهر الميكانيكية الكمومية في الأنظمة البيولوجية، مثل التماسك في التمثيل الضوئي.علم الأحياء الكمومي هو دراسة الظواهر الميكانيكية الكمومية — مثل التراكب والنفق والتماسك — في الأنظمة الحية. يتساءل هذا المجال عما إذا كانت الطبيعة تستغل التأثيرات الكمومية لتحقيق وظائف بيولوجية قد تكون مستحيلة أو غير فعالة باستخدام الفيزياء الكلاسيكية وحدها. اكتسب المجال زخمًا مع الأدلة على أن التمثيل الضوئي، والاستشعار المغناطيسي لدى الطيور، وربما حاسة الشم، تعتمد على التماسك الكمومي أو ديناميكيات السبين.
صيغ المصطلح في عشرينيات القرن الماضي، لكن المجال الحديث ظهر في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين مع تجارب على مجمعات التمثيل الضوئي وبروتينات الكريبتوكروم. من بين الرواد البارزين إرفين شرودنغر، الذي تكهن حول التأثيرات الكمومية في الحياة في كتابه الصادر عام 1944 بعنوان 'ما هي الحياة؟'.
في جوهره، يفحص علم الأحياء الكمومي كيف تتصرف الجسيمات مثل الإلكترونات والبروتونات كموجات في الجزيئات البيولوجية. على سبيل المثال، في التمثيل الضوئي، قد يتضمن نقل الطاقة بين جزيئات الصبغة التماسك الكمومي، حيث يوجد الإثارة في مواقع متعددة في وقت واحد، مما يسمح لها باستكشاف عدة مسارات وإيجاد الطريق الأكثر كفاءة. في الاستشعار المغناطيسي، تخلق تفاعلات الزوج الجذري سبينات إلكترونية تكون حالتها الكمومية حساسة للمجال المغناطيسي للأرض، مما قد يمكن الطيور من الملاحة.
يساهم علم الأحياء الكمومي في تصميم أنظمة التمثيل الضوئي الاصطناعية، وأجهزة الاستشعار الكمومية لكشف المجالات المغناطيسية، وأساليب جديدة في التصوير الطبي.
يقترح بعض الباحثين أن النفق الكمومي في الإنزيمات يسرع التفاعلات الكيميائية الحيوية بعوامل تصل إلى ألف مرة.
لا مقالات بعد