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Théorie en 30 secondes
150 g Extrêmes quantiques
Les effets quantiques
pourraient être
responsables de la
capacité de certains
oiseaux de naviguer
à l’aide de champs
magnétiques.
TEXTE EN 30 SECONDES
Philip Ball
THÉORIE LIÉE
Voir aussi
L’EFFET TUNNEL
page 80
BIOGRAPHIES EN 3 SECONDES
GRAHAM FLEMING
1949–
Chimiste américain qui, en 2007,
fut le premier à observer une
cohérence quantique au sein
du transfert d’énergie de la
photosynthèse.
PAUL DAVIES
1946–
Physicien britannique dont
l’intérêt pour la physique de
la vie va de l’astrobiologie
aux mécanismes du cancer
en passant par les effets
quantiques en biologie.
RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Les physiciens Roger
Penrose et Stuart
Hameroff ont trouvé dans
les années 1990 un rôle
théorique et controversé
pour les effets quantiques
en biologie. Ils ont mis
de l’avant l’idée que la
conscience humaine vient
de superpositions des
états quantiques des fibres
de protéines dans les
neurones, appelées
microtubes. La réduction
de la fonction d’onde dans
ces états permettrait au
cerveau de réaliser une
sorte de calcul quantique
dévoilant les réponses à
des questions indémontrables par les règles
formelles de la logique.
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
Les effets mécaniques
quantiques comme l’effet
tunnel, la superposition et
l’intrication jouent un rôle
dans certains processus
biologiques comme la
photosynthèse et
l’orientation du vol
des oiseaux.
Les effets quantiques auraient-ils
un rôle à jouer en biologie ? Au premier coup
d’œil, c’est improbable : les effets quantiques
sont par définition fragiles et n’apparaissent que
dans des conditions d’isolement total et à basse
température, alors que la vie est chaude, humide
et désordonnée. Mais un comportement quantique peut bien être décelé dans des systèmes
biologiques, et on les étudie dans une nouvelle
discipline : la biologie quantique. Plusieurs
réactions biochimiques contrôlées par des
enzymes impliquent le mouvement d’un atome
d’hydrogène ionisé – un proton solitaire – allant
d’une molécule à l’autre. Le proton est si léger
qu’au lieu d’escalader une barrière d’énergie,
il peut la pénétrer par effet tunnel. On ignore
encore si pareil effet tunnel, en chimie des
enzymes, est accidentel ou s’il résulte d’une
sélection naturelle. Ce qui est plus frappant
encore, c’est que lorsque les molécules collectrices de lumière impliquées dans une photosynthèse bactérienne sont mises en contact avec
le soleil, l’énergie semble se répartir dans une
superposition d’ondes quantiques qui se déplacent de manière cohérente vers la réaction
chimique photosynthétique initiale, ce qui
amplifie l’efficacité de ce transport d’énergie.
Il se pourrait également que le compas magnétique biochimique qui aide certains oiseaux à
naviguer à l’aide du champ magnétique terrestre
dépende d’une intrication quantique d’électrons.
LA BIOLOGIE
QUANTIQUE
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Théorie en 30 secondes
150 g Extrêmes quantiques
Les effets quantiques
pourraient être
responsables de la
capacité de certains
oiseaux de naviguer
à l’aide de champs
magnétiques.
TEXTE EN 30 SECONDES
Philip Ball
THÉORIE LIÉE
Voir aussi
L’EFFET TUNNEL
page 80
BIOGRAPHIES EN 3 SECONDES
GRAHAM FLEMING
1949–
Chimiste américain qui, en 2007,
fut le premier à observer une
cohérence quantique au sein
du transfert d’énergie de la
photosynthèse.
PAUL DAVIES
1946–
Physicien britannique dont
l’intérêt pour la physique de
la vie va de l’astrobiologie
aux mécanismes du cancer
en passant par les effets
quantiques en biologie.
RÉFLEXION EN 3 MINUTES
Les physiciens Roger
Penrose et Stuart
Hameroff ont trouvé dans
les années 1990 un rôle
théorique et controversé
pour les effets quantiques
en biologie. Ils ont mis
de l’avant l’idée que la
conscience humaine vient
de superpositions des
états quantiques des fibres
de protéines dans les
neurones, appelées
microtubes. La réduction
de la fonction d’onde dans
ces états permettrait au
cerveau de réaliser une
sorte de calcul quantique
dévoilant les réponses à
des questions indémontrables par les règles
formelles de la logique.
CONDENSÉ EN 3 SECONDES
Les effets mécaniques
quantiques comme l’effet
tunnel, la superposition et
l’intrication jouent un rôle
dans certains processus
biologiques comme la
photosynthèse et
l’orientation du vol
des oiseaux.
Les effets quantiques auraient-ils
un rôle à jouer en biologie ? Au premier coup
d’œil, c’est improbable : les effets quantiques
sont par définition fragiles et n’apparaissent que
dans des conditions d’isolement total et à basse
température, alors que la vie est chaude, humide
et désordonnée. Mais un comportement quantique peut bien être décelé dans des systèmes
biologiques, et on les étudie dans une nouvelle
discipline : la biologie quantique. Plusieurs
réactions biochimiques contrôlées par des
enzymes impliquent le mouvement d’un atome
d’hydrogène ionisé – un proton solitaire – allant
d’une molécule à l’autre. Le proton est si léger
qu’au lieu d’escalader une barrière d’énergie,
il peut la pénétrer par effet tunnel. On ignore
encore si pareil effet tunnel, en chimie des
enzymes, est accidentel ou s’il résulte d’une
sélection naturelle. Ce qui est plus frappant
encore, c’est que lorsque les molécules collectrices de lumière impliquées dans une photosynthèse bactérienne sont mises en contact avec
le soleil, l’énergie semble se répartir dans une
superposition d’ondes quantiques qui se déplacent de manière cohérente vers la réaction
chimique photosynthétique initiale, ce qui
amplifie l’efficacité de ce transport d’énergie.
Il se pourrait également que le compas magnétique biochimique qui aide certains oiseaux à
naviguer à l’aide du champ magnétique terrestre
dépende d’une intrication quantique d’électrons.
LA BIOLOGIE
QUANTIQUE
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