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Trayectorias

Para entender los sistemas biológicos

Una científica brasileña crea un laboratorio en una universidad de Estados Unidos

Clarice Demarchi Aiello: los fenómenos cuánticos como objeto de investigación

Archivo personal

En las investigaciones que llevó adelante durante su doctorado en ingeniería eléctrica, que realizó en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), en Estados Unidos, la investigadora Clarice Demarchi Aiello se interesó en el estudio de los fenómenos cuánticos en los sistemas biológicos. Las imbricaciones entre las ciencias naturales y la física cobraron relieve a partir de los estudios relacionados con la absorción de la luz en la fotosíntesis y la orientación de las aves migratorias de acuerdo con el campo magnético de la Tierra.

“A mí ya me fascinaba la mecánica cuántica precisamente por la oportunidad que brinda para describir procesos que tienen lugar a una escala muy pequeña, de dimensiones moleculares”, explica la científica paulistana. Su experiencia acumulada en el campo de la biología cuántica la ubicó al frente del recién creado Quantum Biology Tech (QuBiT) Lab, cuyas actividades dieron inicio en noviembre de 2019 en la Universidad de California en Los Ángeles (Ucla), Estados Unidos, que, en esta etapa inicial, incluirán investigaciones sobre los fenómenos cuánticos que se producen en las proteínas y en las células de los animales.

El equipo científico del QuBiT, integrado por investigadores de diversas áreas del conocimiento que incluyen a la química, la ingeniería eléctrica y la física atómica, teórica y experimental, trabaja actualmente en el montaje de una especie de microscopio que hará posible el monitoreo de los fenómenos cuánticos por medio de la excitación de electrones, provocada por campos magnéticos. “Este aparato será muy diferente a los microscopios a los cuales estamos acostumbrados”, explica Demarchi Aiello. “Se trata de un instrumento óptico de mesa más robusto, dotado de un complejo sistema de espejos conectados a diversos componentes electrónicos”, revela.

Desde que realizó su inmersión en el campo de la biología cuántica, Demarchi Aiello se ha dedicado al estudio de un tipo de proteínas denominadas criptocromos. Estas proteínas pueden encontrarse en algunas especies de animales y están asociadas a la detección de los campos magnéticos de baja intensidad, como sucede en el caso de las aves migratorias que emplean este mecanismo para orientar sus vuelos, tomando como referencia el campo magnético terrestre. La investigadora también profundizó en el estudio del espín, una propiedad cuántica presente en las partículas subatómicas, tales como los protones y electrones, estudiando cómo interactúan con los campos magnéticos. Con la construcción de ese dispositivo inédito, Demarchi Aiello y su equipo se proponen ir más allá de la observación del comportamiento de los espines en los criptocromos, generando también las condiciones para controlar esas actividades.

La trayectoria académica de la investigadora es casi totalmente internacional. Dos años después de su ingreso, en 2000, en la carrera de ingeniería eléctrica en la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo (Poli-USP), Demarchi Aiello decidió hacer un intercambio en la École Polytechnique de París, en Francia, donde finalmente se decantó para el área de la física. En su maestría, obtenida en 2005 en la Universidad de Cambridge, en Inglaterra, ella investigó el procesamiento de la información cuántica en los cristales fotónicos. En tanto, en su doctorado, que concluyó en 2009 en el MIT, estudió el control de los electrones acoplados a los espines.

Desde entonces, la biología cuántica sigue siendo el tema de todas sus investigaciones. En química, en la Universidad de California (EE. UU.), y en bioingeniería, en la Universidad Stanford, cuando investigó la biofísica de los sensores vivos. “Mi hipótesis indica que en la naturaleza abundan las microestrategias que pueden ayudarnos a desarrollar tecnologías en las áreas más diversas. Son investigaciones que pretendo llevar a través de toda mi carrera”, culmina.

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