By Kenna Hughes-Castleberry postat 27 mars 2024
I vetenskaplig forskning, där discipliner ofta löper parallellt, sällan korsar varandra, säger Dr. Clarice D. Aiello, grundare och ledare för Quantum Biology Tech (QuBiT) Lab, står som en ledstjärna för tvärvetenskaplig innovation. Aiello, en banbrytare inom det framväxande området som kallas "kvantbiologi", försöker överbrygga gapet mellan kvantfysik och biologi. Denna strävan skulle kunna revolutionera vår förståelse av livet på dess mest grundläggande nivå. "Det är svårt att legitimera området kvantbiologi," berättade Aiello Inuti Quantum Technology. "Det finns en hel del felkommunikation runt det på grund av pseudovetenskap, på grund av en föreslagen och obevisbar, givet nuvarande teknologi, medvetandets kvantuppkomst, förutom ogrundade påståenden om att trasssla in små organismer till tekniska qubits."
Kvantbiologi, även om det inte är ett nytt koncept, har det hängt kvar i utkanten av den vanliga vetenskapen och ses ofta med skepsis av forskare. Den utforskar den roll som kvantfenomen, som intrassling och superposition, kan spela i biologiska processer – ett koncept som utmanar traditionella syn på fysik, biologi och kemi.
Med sin robusta bakgrund inom kvantfysik och ett stort intresse för biologiska system, förespråkar Aiello ett mer integrerat tillvägagångssätt vid QuBiT Lab. Hon hävdar att kvantmekanikens egenheter kan vara grundläggande för att driva komplexa biologiska mekanismer, såsom fotosyntes, enzymreaktioner och till och med hur celler reagerar på elektromagnetiska fält.
Överraskande nog började Aiellos resa inte med vare sig biologi eller kvantfysik. Medan hon ville ta en fysikexamen, rekommenderade hennes föräldrar en ingenjörsexamen istället, eftersom Brasilien, hennes hemland, erbjöd bättre betalda möjligheter för ingenjörer än fysiker. Under sin grundexamen i början av 2000-talet lärde sig Aiello mer om kvantfysik tack vare sin mentor, prof. Fernando Brandt vid universitetet i São Paulo, som lät Aiello läsa Feynmans föreläsningar. Aiello avslutade sin examen vid École Polytechnique i Frankrike, där hon fick fler möjligheter att utöva sin passion för kvantfysik. "Kvantindustrin var obefintlig när jag tog examen", utvecklade hon. "Men under min grundutbildningskarriär kunde jag ta några tidiga kvantberäkningskurser och upptäckte snabbt att jag tyckte om dem."
Efter sin grundutbildningskarriär övergick Aiello till en doktorsexamen. i kvantavkänning vid MIT. Som postdoc i ett kemilabb i Berkeley gick hon över till biofysik. Ett av hennes projekt var att skapa ett chip för att avbilda klorofyllmolekyler. Experimentet fungerade inte, och Aiello sökte efter andra molekyler att avbilda; hon kom på måfå över kryptokrom, ett protein med egenskaper som är anmärkningsvärt lika de som fysiker kallar "kvantavkänning".
"Kemister har varit medvetna om rumstemperatur, provrörs "kvantavkänning" utan att namnge det så, i årtionden, tillade hon. Detta var Aiellos första exponering för hur kvantfysik kunde interagera med biologi, och hon var fast. Efter att ha avslutat en andra postdoktorandtjänst i bioteknik vid Stanford University blev Aiello biträdande professor vid UCLA.
I november 2019, två månader före pandemin, grundade Aiello QuBiT Lab, som fokuserar på kvantbiologi. Som huvudforskare vid QuBiT Lab undersöker Aiello hur kvantspinn, en inneboende egenskap hos elektroner och andra partiklar, påverkar biologiska system, såsom celler. "Detta kan vara en nyckel i processer som sträcker sig från fågelvandring till embryogenes", betonade hon.
Men för att många av dessa kvantinteraktioner ska påverka biologiska processer måste de fungera vid rumstemperatur, vilket kan vara en stor barriär. Men som annan kvantfysik och kemiforskning har visat, kan denna kvantdynamik inträffa vid dessa temperaturer under korta perioder men tillräckligt länge för att spela roll för fysiologisk funktion. Aiello och hennes QuBiT Lab-team hoppas på att ytterligare forskning kommer att visa att de orsakar fysiologiska processer.
Som en ledande röst inom området kvantbiologi och som ledare för QuBiT Lab förstår Aiello vikten av att öka mångfalden inom kvantekosystemet. "Högt uppsatta vetenskapsmän har en roll att spela för att göra branschen mer inkluderande", betonade hon, "inte som räddare, utan som allierade." För att vara allierade förklarade Aiello att dessa individer borde vara medvetna om frågorna och fördomarna inom området och förespråka kvinnor och andra minoritetsgrupper.
Aiello nämnde också att kvantkunskapen måste förbättras för att området ska bli mer mångsidigt. ”Det finns så mycket felkommunikation kring kvantum; vi måste förbättra den allmänna kvantkunskapen för alla med gymnasieexamen”, sa hon. "Det är som kodning en gång var, där bara en nischgrupp människor kunde koda, och nu kan alla. Quantum är liknande genom att bara ett fåtal personer har tillgång till det nu. Vi måste utöka detta till att omfatta alla; kvantfysiken är nödvändig för att vi ska förstå den värld vi redan lever i."
Kenna Hughes-Castleberry är chefredaktör på Inside Quantum Technology och Science Communicator på JILA (ett partnerskap mellan University of Colorado Boulder och NIST). Hennes skrivbeats inkluderar djupteknik, kvantberäkning och AI. Hennes arbete har varit med i National Geographic, Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica och mer.
- SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
- Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
- PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
- Källa: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/women-of-quantum-technology-dr-clarice-d-aiello-of-the-quantum-biology-tech-qubit-lab/
