Di Pesach Benson e Omer Novoselsky • 23 aprile 2026

Gerusalemme, 23 aprile 2026 (TPS-IL) — Il mistero del perché la vita preferisca una “mano” molecolare rispetto alla sua immagine speculare potrebbe essere più vicino a una spiegazione radicata nella fisica quantistica, una scoperta che potrebbe influenzare tutto, dai prodotti farmaceutici all’elettronica di prossima generazione.

Un nuovo studio israeliano suggerisce che una minuscola proprietà quantistica degli elettroni, nota come “spin”, potrebbe contribuire a spiegare perché la biologia utilizza costantemente solo una versione di molte molecole invece delle loro controparti speculari.

Molte molecole biologiche esistono in due forme speculari, chiamate enantiomeri. Nella chimica standard, entrambe le forme dovrebbero comportarsi allo stesso modo e apparire in quantità uguali. Ma nei sistemi viventi, non è così. La vita utilizza quasi sempre solo una versione: gli amminoacidi sono tipicamente sinistrorsi, mentre gli zuccheri sono destrorsi. Questo schema, noto come omochiralità, ha perplesso gli scienziati per più di un secolo.

Un team di ricercatori israeliani guidato dal Prof. Yossi Paltiel dell’Università Ebraica di Gerusalemme ha scoperto che la risposta potrebbe risiedere nel modo in cui gli elettroni si muovono attraverso queste molecole. Gli elettroni hanno una proprietà chiamata spin, che influenza il modo in cui interagiscono con la materia. Lo studio ha rilevato che quando gli elettroni attraversano molecole chirali, il loro spin si comporta in modo diverso a seconda della forma speculare che incontrano.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista peer-reviewed Science Advances.

“La vita è omochirale. Questo non è banale, poiché nella chimica standard ottenere entrambe le molecole speculari ha la stessa probabilità”, ha detto Paltiel a The Press Service of Israel. “Il nostro studio chiede perché la natura sia chirale e come venga rotta la simmetria. L’attuale articolo suggerisce che le interazioni dello spin elettronico potrebbero spiegare entrambi gli effetti.”

Le minuscole differenze di spin contano

Sebbene le due versioni di una molecola abbiano la stessa energia in condizioni statiche, non si comportano in modo identico durante processi dinamici come il trasporto di elettroni e le reazioni chimiche. I risultati mostrano che queste differenze possono influire sull’efficienza con cui ciascuna forma partecipa alle reazioni che coinvolgono gli elettroni. Nel corso di lunghi periodi, anche differenze molto piccole nell’efficienza potrebbero avere importanza. I ricercatori suggeriscono che se una forma molecolare si comporta costantemente in modo leggermente migliore in queste condizioni, potrebbe gradualmente diventare dominante. Ciò potrebbe contribuire a spiegare come la biologia sia arrivata a favorire una “mano” di molecole in tutta la vita conosciuta.

I risultati combinano lavoro teorico, risultati sperimentali e calcoli sul comportamento degli elettroni in sistemi chirali. Indicano un ruolo precedentemente sottovalutato degli effetti quantistici nei processi fondamentali per la biologia.

Paltiel ha dichiarato a TPS-IL che la ricerca “ha applicazioni nel mercato dei farmaci, nell’energia verde e nel miglioramento dei conduttori per l’industria dei chip.”

In campo farmaceutico, la scoperta potrebbe contribuire a migliorare il modo in cui i farmaci vengono progettati e prodotti. Molti farmaci esistono in due forme speculari, ma di solito solo una è efficace nel corpo umano. Se lo spin elettronico può influenzare quale forma molecolare diventa dominante, potrebbe diventare possibile produrre la versione corretta in modo più efficiente e con maggiore precisione.

Nell’elettronica e nella tecnologia dei semiconduttori, i risultati potrebbero aiutare ad affrontare una delle sfide crescenti del settore: la gestione del calore in chip sempre più piccoli e potenti. Lo studio suggerisce che materiali progettati con proprietà “chirali” influenzate dallo spin elettronico potrebbero migliorare il controllo del calore e dei segnali elettrici. Paltiel ha detto a TPS-IL che questa idea è già in fase di esplorazione commerciale, affermando che una startup legata alla ricerca sta lavorando su “rivestimenti chirali e metalli chirali che affrontano la gestione del calore nell’industria dei semiconduttori.”

Nell’energia e nella scienza dei materiali, il meccanismo potrebbe portare a nuovi modi di progettare materiali più efficienti per reazioni chimiche e trasferimento di energia. Poiché l’effetto è legato al modo in cui gli elettroni si muovono attraverso la materia, potrebbe aiutare a migliorare i catalizzatori e i materiali conduttivi utilizzati in una serie di tecnologie, compresi i sistemi di energia verde. Più in generale, suggerisce un cambiamento di approccio, in cui gli scienziati possono progettare materiali non solo in base alla struttura chimica, ma anche in base a come lo spin elettronico interagisce con la forma molecolare.