Quando un raggio di sole colpisce una foglia, succede qualcosa di straordinario. Un fotone viene assorbito dalla clorofilla e uno dei suoi elettroni si eccita, cioè passa a un livello energetico più alto (e viene “espulso”, similmente a quanto avviene – per esempio – nell’effetto fotoelettrico, e prendendo poi la via della “catena di trasporto degli elettroni). Fin qui sembra tutto normale, ma la parte sorprendente è quanto velocemente e senza sprechi questa energia riesca a raggiungere il centro di reazione, la “fabbrica” dove la pianta la trasforma in energia chimica. Per anni si è pensato che l’energia si muovesse saltando, casualmente, da una molecola all’altra come una pallina che rimbalza. Oggi sappiamo che non è così semplice.
Fotoni ed elettroni non si comportano come oggetti solidi, ma come onde. Questo significa che, invece di muoversi lungo un’unica strada, possono espandersi su più molecole contemporaneamente, un po’ come un’onda che si allarga nell’acqua. Questa capacità di “stare in più posti allo stesso tempo” si chiama coerenza quantistica, ed è il primo trucco che la natura usa per rendere la fotosintesi così efficiente. Grazie alla coerenza, l’energia non deve scegliere un percorso: li prova tutti insieme e naturalmente segue quello più veloce.
In alcuni casi, però, succede qualcosa di ancora più affascinante. Le molecole coinvolte nel trasferimento dell’energia diventano entangled, cioè collegate tra loro in modo così profondo che ciò che accade a una influenza immediatamente le altre. È un legame speciale, impossibile da spiegare con la fisica classica. Questo stato di entanglement rende il trasferimento dell’energia ancora più rapido e stabile, anche se l’ambiente biologico è pieno di vibrazioni e “rumore” che normalmente distruggerebbero gli effetti quantistici.
Il risultato è che la pianta riesce a sfruttare la luce solare con un’efficienza che la tecnologia umana fatica ancora a raggiungere. La natura, senza laboratori né supercomputer, sembra aver imparato a usare coerenza ed entanglement per ottimizzare un processo fondamentale per la vita sulla Terra. È un esempio sorprendente di come il mondo quantistico non appartenga solo ai laboratori di fisica, ma sia presente — silenziosamente — anche nelle foglie che vediamo ogni giorno.
FILMATO DIDATTICO (STANDARD) DELLA DE AGOSTINI:
