La Medalla Maxwell es uno de los prestigiosos premios otorgados por el Instituto de Física en Inglaterra (IOP, por las siglas en inglés para Institute of Physics). Esta medalla se otorga a físicos que están en los primeros 12 años de su carrera, y los cuales han realizado contribuciones destacadas a la física teórica. Entre los galardonados con este premio se encuentran personajes tan destacados como Abdus Salam (primer galardonado y premio Nobel de Física en 1979 por la teoría electrodébil); Stephen Hawking (famoso por los teoremas de singularidad en Relatividad General y la radiación de Hawking); y John Ellis (reconocido por su trabajo en física de partículas y supersimetría).

 

Por César Arroyo Cárdenas*

En el año 2016, la Medalla Maxwell fue otorgada por primera vez a una colombiana, la Dra. Alexandra Olaya Castro. La científica bogotana, quien es Licenciada en Física de la Universidad Distrital y Magíster en Ciencias Fïsicas de la Universidad de los Andes, fue galardonada por sus contribuciones en la rama de la biología cuántica. Esta consiste en un área interdisciplinaria cuyo objetivo es identificar la importancia de efectos cuánticos en la función de las biomoléculas. La Dra. Olaya es profesora permanente desde septiembre de 2011 en el University College London en Inglaterra, país donde también obtuvo su doctorado en la University of Oxford.

Dra. Alexandra Olaya Castro. Tomado de http://www.photosynthesis.london/members/

Dra. Alexandra Olaya Castro. Tomado de http://www.photosynthesis.london/members/

En el UCL lidera el grupo de Física Cuántica de Procesos Biomoleculares. Según la página oficial del grupo, en este se encargan de “elucidar principios cuánticos fundamentales que son la base para la captura, transferencia y conversión de energía a un nivel biomolecular”. En particular, se enfocan en las consecuencias de efectos cuánticos en la dinámica de biomoléculas fotoactivadas, es decir, cómo la física cuántica afecta los procesos que se dan en moléculas que reaccionan ante la presencia de luz. Como ejemplo de este tipo de moléculas, encontramos la muy conocida clorofila, que es uno de los principales pigmentos implicados en el proceso de fotosíntesis, mediante el cual las plantas producen los componentes que son necesarios para su supervivencia.

La medalla Maxwell ha sido otorgada a la Dra. Alexandra Olaya Castro, porque “ha sido pionera en una nueva generación de acercamientos teóricos para entender los efectos cuánticos en la fotosíntesis”. Su investigación ha sido importante para empezar a entender algunas cuestiones fundamentales en el funcionamiento de los llamados sistemas ‘cosechadores de luz’. Estos sistemas son los encargados en la recolección de luz en algunos seres vivos que producen su alimento a través de esta, como ocurre en las plantas y en algunas bacterias. Así, estos complejos biomoleculares aparecen en las etapas iniciales del proceso de fotosíntesis.

Entre sus contribuciones, la Dra. Olaya ha provisto conocimiento importante sobre cómo los acoples o interacciones de los estados vibracionales de las biomoléculas afectan un fenómeno llamado coherencia excitónica, el cual tiene que ver con cómo los estados cuánticos se pueden extender a lo largo de cierta región espacial que ocupa varias biomoléculas y el cual correspondería a un efecto puramente cuántico. También ha estudiado como estos mismos acoples afectan la distribución de energía que es absorbida por estos sistemas ‘cosechadores de luz’. Entre estos trabajos, ha modelado como por ejemplo mediante ciertos procesos cuánticos, se puede dar una transferencia de energía óptima en complejos ‘cosechadores de luz’ bacteriales.

Ejemplo de complejo 'cosechador de luz' presente en la espinaca (Spinacia oleracea). Tomado de [5].

Ejemplo de complejo ‘cosechador de luz’ presente en la espinaca (Spinacia oleracea). Tomado de [5].

Cabe decir, por último, que el nuevo y lozano (con algo de literalidad) campo de la biología cuántica va a ser muy importante en los años siguientes para entender procesos complejos que se dan en algunos seres vivos. Además, este es uno de los tantos ejemplos de que en Colombia existe un gran potencial científico, que bien aprovechado en el país podría incrementar el nivel de la investigación colombiana a niveles muy altos. Galardones como estos también son un llamado para que nuestros funcionarios públicos y los colombianos empecemos a apoyar la ciencia. Finalmente, felicitaciones a la Dra. Olaya Castro por su logro de parte de todos los colombianos, y esperemos que más colombianos puedan alcanzar logros igual de importantes, ojalá dentro del mismo país.
*Estudiante de Física de la Universidad de Antioquia
Joven Investigador del Grupo de Física y Astrofísica Computacional (FACom)

Referencias:
[1] Descripción oficial de la Medalla Maxwell 2016 (en inglés): http://www.iop.org/about/awards/career/maxwell/medallists/page_67613.html
[2] Página oficial del grupo de Física Cuántica de Procesos Biomoleculares de la UCL (en inglés): http://www.ucl.ac.uk/~ucapaol/
[3] Dra. Alexandra Olaya Castro en UCL IRIS (en inglés): https://iris.ucl.ac.uk/iris/browse/profile?upi=AOLAY38
[4] Curriculum Vitae de la Dra. Alexandra Olaya Castro (en español): http://scienti.colciencias.gov.co:8081/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000077232
[5] Fotografía de complejo ‘cosechador de luz’ presente en la espinaca: http://archive.sciencewatch.com/swimages/podcasts/09novLiuF1XL.gif