Estudio israelí: La física cuántica podría explicar por qué la vida prefiere una "mano" molecular
Jerusalén, 23 de abril de 2026 (TPS-IL) — El misterio de por qué la vida prefiere una "mano" molecular sobre su imagen especular podría estar más cerca de una explicación arraigada en la física cuántica, un hallazgo que eventualmente podría influir en todo, desde los productos farmacéuticos hasta la electrónica de próxima generación.
Un nuevo estudio israelí sugiere que una diminuta propiedad cuántica de los electrones, conocida como "espín", podría ayudar a explicar por qué la biología utiliza consistentemente solo una versión de muchas moléculas en lugar de sus contrapartes de imagen especular.
Muchas moléculas biológicas vienen en dos formas de imagen especular, llamadas enantiómeros. En la química estándar, ambas formas deberían comportarse de la misma manera y aparecer en cantidades iguales. Pero en los sistemas vivos, ese no es el caso. La vida casi siempre utiliza solo una versión: los aminoácidos son típicamente zurdos, mientras que los azúcares son diestros. Este patrón, conocido como homoquiralidad, ha desconcertado a los científicos durante más de un siglo.
Un equipo de investigadores israelíes, liderado por el profesor Yossi Paltiel de la Universidad Hebrea de Jerusalén, descubrió que la respuesta podría residir en cómo los electrones se mueven a través de estas moléculas. Los electrones tienen una propiedad llamada espín, que influye en cómo interactúan con la materia. El estudio encontró que cuando los electrones pasan a través de moléculas quirales, su espín se comporta de manera diferente dependiendo de la forma de imagen especular que encuentran.
Los hallazgos fueron publicados en la revista revisada por pares Science Advances.
"La vida es aquiral. Esto no es trivial, ya que en la química estándar obtener ambas moléculas especulares tiene la misma probabilidad", dijo Paltiel a The Press Service of Israel. "Nuestro estudio pregunta por qué la naturaleza es quiral y cómo se rompe la simetría. El artículo actual sugiere que las interacciones del espín electrónico pueden explicar ambos efectos".
Pequeñas diferencias de espín marcan la diferencia
Aunque las dos versiones de una molécula tienen la misma energía en condiciones estáticas, no se comportan de manera idéntica durante procesos dinámicos como el transporte de electrones y las reacciones químicas. Los hallazgos muestran que estas diferencias pueden afectar la eficiencia con la que cada forma participa en reacciones que involucran electrones. Con el tiempo, incluso las diferencias muy pequeñas en eficiencia podrían ser importantes. Los investigadores sugieren que si una forma molecular rinde consistentemente un poco mejor bajo estas condiciones, podría volverse dominante gradualmente. Esto podría ayudar a explicar cómo la biología terminó favoreciendo una "mano" de moléculas en toda la vida conocida.
Los hallazgos combinan trabajo teórico, resultados experimentales y cálculos del comportamiento de los electrones en sistemas quirales. Señalan un papel previamente subestimado de los efectos cuánticos en procesos fundamentales para la biología.
Paltiel dijo a TPS-IL que la investigación "tiene aplicaciones en el mercado de fármacos, energía verde y la mejora de conductores para la industria de los chips".
En productos farmacéuticos, el descubrimiento podría ayudar a mejorar cómo se diseñan y producen los medicamentos. Muchos fármacos existen en dos formas de imagen especular, pero generalmente solo uno es efectivo en el cuerpo humano. Si el espín electrónico puede influir en qué forma molecular se vuelve dominante, podría ser posible producir la versión correcta de manera más eficiente y con mayor precisión.
En electrónica y tecnología de semiconductores, los hallazgos pueden ayudar a abordar uno de los desafíos crecientes de la industria: la gestión del calor en chips cada vez más pequeños y potentes. El estudio sugiere que los materiales diseñados con propiedades "quirales" influenciadas por el espín electrónico podrían mejorar el control del calor y las señales eléctricas. Paltiel dijo a TPS-IL que esta idea ya se está explorando comercialmente, y agregó que una startup vinculada a la investigación está trabajando en "recubrimientos quirales y metales quirales que abordan la gestión del calor en la industria de semiconductores".
En energía y ciencia de materiales, el mecanismo podría conducir a nuevas formas de diseñar materiales más eficientes para reacciones químicas y transferencia de energía. Dado que el efecto está ligado a cómo los electrones se mueven a través de la materia, puede ayudar a mejorar los catalizadores y los materiales conductores utilizados en una variedad de tecnologías, incluidos los sistemas de energía verde. De manera más general, sugiere un cambio de enfoque, donde los científicos pueden diseñar materiales no solo basándose en la estructura química, sino también en cómo el espín electrónico interactúa con la forma molecular.
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