Có khả năng sự ngửi là một hiệu ứng lượng tử

Bằng chứng đầu tiên từ những thử nghiệm trên con người về khả năng của chúng ta phân biệt giữa những mùi hương khác nhau có liên quan đến cơ học lượng tử đã khơi mào lại một cuộc tranh luận lâu nay chưa có hồi kết.

Đa số các nhà nghiên cứu cho rằng mùi hương của một phân tử được xác định bởi hình dạng của nó, sự ngửi hoạt động khi phân tử đi vào một thụ quan có hình dạng thích hợp ở trong mũi, giống một cái chìa đút vào ổ khóa. Luca Turin thuộc Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Y sinh Fleming ở Vari, Hi Lạp, thì không cho là vậy, bởi vì một số phân tử với hình dạng khác nhau lại có mùi hương giống nhau.

Phải chăng sự ngửi là một hiệu ứng lượng tử?

Vào năm 1996, ông đã đề xuất rằng một thụ quan khứu giác sẽ chỉ hoạt hóa khi một phân tử dao động ở tần số thích hợp. Những dao động này cấp đủ năng lượng để kích hoạt một hiệu ứng chui hầm lượng tử, làm cho một electron đi qua thụ quan và gây ra sự ngửi.

Một phương pháp kiểm tra lí thuyết của Turin là thay các nguyên tử hydrogen trong một phân tử bằng deuterium, một đồng vị hydrogen với hạt nhân gồm một neutron và một proton, thay vì chỉ có một proton. Hình dạng của phân tử thay đổi đi chút ít, nhưng có thêm các neutron làm thay đổi tần số dao động của nó. Những thí nghiệm trước đây của Turin cho thấy ruồi giấm có thể phân biệt giữa bản gốc và bản biến đổi của acetophenone, một chất thơm phổ biến, nhưng những thử nghiệm tương tự trên con người không thành công.

Nay Turin và các đồng sự vừa nỗ lực làm lại thí nghiệm đó với những phân tử lớn hơn và phát hiện thấy con người có thể phân biệt một sự khác biệt có ý nghĩa về mùi hương. Họ đã làm thí nghiệm với số lượng tăng dần số liên kết carbon-hydrogen ở những phân tử lớn hơn, vì những liên kết này có thể là nguyên nhân gây ra hiệu ứng dao động.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu ủng hộ mô hình hình dạng của sự ngửi vẫn chưa bị thuyết phục. Tim Jacob thuộc trường Đại học Cardiff ở Anh phát biểu với đài BBC rằng những kết quả mới trên “có tính khích lệ nhưng chưa thuyết phục”.

Trong khi đó, Ilia Solov'yov  thuộc trường Đại học Illinois ở Urbana-Champaign phát biểu với tạp chí Chemistry World rằng ông “không bị thuyết phục” trước những kết quả chứng minh con người có thể ngửi ra sự khác biệt giữa hai loại phân tử.

Nhìn rộng hơn, trong thời gian qua đã có nhiều nhà nghiên cứu quan tâm đến sinh học lượng tử. Đáng nhắc lại là bằng chứng mới công bố rằng đây rằng chim chóc có thể sử dụng cơ học lượng tử để định hướng đường bay.

Nguồn: New Scientist