I

O Mecanismo

Quando um fóton de luz atinge uma folha, ele não vira açúcar na hora. A energia precisa viajar de uma molécula de pigmento até o centro de reação, onde a química acontece. Esse trajeto passa por uma malha de proteínas e pigmentos chamada complexo de captação de luz.

Por décadas, a física assumiu que a energia saltava de molécula em molécula como uma bolinha num pinball, tentando rotas no escuro. Quase toda essa energia deveria se perder pelo caminho. Só que ela não se perde: a fotossíntese transfere energia com eficiência acima de 95%.

A explicação é incômoda. Gregory Engel e colegas, em Berkeley, usaram espectroscopia eletrônica bidimensional (pulsos de laser de femtossegundos que fotografam para onde a energia vai) para observar o trânsito dentro de um complexo fotossintético de bactéria verde-sulfurosa.

O que apareceu foram batimentos quânticos: oscilações que provam que a excitação não estava num lugar só. Ela existia em superposição, percorrendo vários caminhos ao mesmo tempo, como uma onda que se espalha por todas as rotas de um labirinto de uma vez.

Esse fenômeno se chama coerência quântica. Em vez de tatear no escuro, a energia testa todas as rotas em paralelo e encontra a mais curta e menos dissipativa antes de se comprometer com qualquer uma. É o mesmo princípio que torna os computadores quânticos poderosos.

A diferença é que a folha faz isso há bilhões de anos, em temperatura ambiente, sem refrigeração, sem isolamento de laboratório.

II

Por que Importa

A coerência quântica era considerada frágil, coisa de ambiente ultracongelado e isolado. Encontrá-la funcionando dentro de uma folha morna e molhada, no caos térmico de um organismo vivo, virou a peça que abriu a biologia quântica.

Se a vida aprendeu a usar superposição para mover energia sem desperdício, talvez o mesmo truque esteja por trás da bússola magnética das aves, do olfato e da própria respiração celular.

E há um lado prático: entender como a natureza protege esse efeito do calor é o mapa que engenheiros perseguem para construir células solares e computadores quânticos que funcionem fora do gelo.

III

A Fonte

Engel, G. S., Calhoun, T. R., Read, E. L., et al. (2007). Evidence for wavelike energy transfer through quantum coherence in photosynthetic systems. Nature, 446, 782-786.

Peer-reviewed. Observação direta de coerência eletrônica por espectroscopia 2D de femtossegundos no complexo Fenna-Matthews-Olson da bactéria Chlorobium tepidum. Lawrence Berkeley National Laboratory e University of California, Berkeley.

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Até o próximo fenômeno verificado.