Dalla fisica quantistica i segreti dell’origine della vita

Grazie alla fisica quantistica diventa possibile osservare i processi biologici in modo nuovo, fino a scoprire i segreti dell’origine della vita. Le leggi bizzarre che governano il mondo dell’infinitamente piccolo controllano infatti le reazioni fra l’ossigeno atomico e i composti che contengono azoto: lo ha scoperto la ricerca italiana pubblicata sulla rivista Nature Chemistry e condotta da Scuola Normale di Pisa, Università di Bologna, Università di Perugia e Politecnico di Milano.

Nata dalla collaborazione tra chimici e fisici teorici e sperimentali, la scoperta è nata dallo studio delle condizioni chimiche che avvengono nella fase gassosa e a basse temperature, fondamentali per capire, per esempio, le reazioni tipiche della chimica dell’atmosfera e dell’astrochimica, ossia la scienza al confine tra chimica, astronomia e fisica che studia gli elementi chimici presenti nello spazio. Arrivano così nuovi strumenti per osservare in modo nuovo molti processi alla base della biologia come dei cambiamenti climatici.

I ricercatori italiani hanno studiato in particolare il fenomeno nel quale avviene un salto fra stati elettronici diversi, chiamato ‘intersystem crossing’ e hanno scoperto che questo processo è presente per il 30% nella reazione fra l’ossigeno atomico e un composto aromatico privo di azoto, come il benzene, e per il 98% quando la reazione avviene con un composto che contiene il benzene, come la piridina. “Benzene e piridina hanno lo stesso numero di elettroni, il fatto che la piridina contenga azoto e il benzene no ci ha permesso di capire che il fenomeno dell’intersystem crossing era dovuto solo ed esclusivamente all’interazione tra l’atomo di ossigeno e l’atomo di azoto della piridina”, osserva Silvia Alessandrini, assegnista della Scuola Normale di Pisa.

Alla ricerca hanno contribuito inoltre Pedro Recio,dell’Università di Perugia, il Laboratorio Smart della Scuola Normale diretto da Vincenzo Barone, il gruppo dell’Università di Bologna coordinato da Cristina Puzzarini, quello dell’Università di Perugia coordinati dalla Nadia Balucani e quello del Politecnico di Milano(coordinato da Carlo Cavallotti.