Studio israeliano apre la porta a tecnologie più efficienti basate sugli isotopi

Di Pesach Benson • 21 maggio 2026

Gerusalemme, 21 maggio 2026 (TPS-IL) — Un nuovo studio israeliano suggerisce che la direzione di un campo magnetico possa influenzare il comportamento di molecole biologiche chiave, una scoperta che potrebbe far luce sulla chimica fondamentale legata alle origini della vita.

La ricerca è stata condotta da scienziati dell’Università Ebraica di Gerusalemme e dell’Istituto Weizmann di Scienza. Indica che sottili differenze tra atomi possono influenzare il modo in cui le molecole si muovono e reagiscono quando esposte a campi magnetici e a una proprietà quantistica nota come spin dell’elettrone.

Lo studio è stato guidato dal Prof. Yossi Paltiel dell’Università Ebraica di Gerusalemme e dalla Prof.ssa Michal Sharon dell’Istituto Weizmann di Scienza.

I ricercatori si sono concentrati sulla L-metionina, un amminoacido che serve come uno dei mattoni fondamentali della vita. Come molte molecole biologiche, la metionina è chirale, il che significa che esiste in due forme speculari, simili alle mani sinistra e destra. La vita sulla Terra utilizza quasi esclusivamente una di queste forme, e gli scienziati hanno a lungo cercato di capire perché.

Per indagare, il team ha fatto passare una soluzione di metionina attraverso un filtro specializzato contenente minuscole particelle magnetiche. Alcune delle molecole contenevano un isotopo del carbonio più pesante (carbonio-13 invece del più comune carbonio-12).

I risultati sono stati inaspettati.

Le Molecole Rispondono alla Direzione Magnetica

A seconda della direzione del campo magnetico, le molecole più pesanti e quelle più leggere si sono comportate in modo diverso. In alcuni casi, le molecole più pesanti si muovevano più lentamente mentre quelle più leggere passavano più velocemente. In altri casi, il modello si invertiva, come se le molecole venissero temporaneamente trattenute e poi rilasciate.

I ricercatori hanno affermato che questi effetti “non erano casuali”, ma erano coerenti, misurabili e direttamente collegati all’orientamento magnetico.

Per spiegare il fenomeno, gli scienziati hanno esaminato lo spin dell’elettrone, una proprietà quantistica in cui elettroni e nuclei atomici si comportano come se fossero minuscoli oggetti rotanti. La direzione dello spin può influenzare il modo in cui interagiscono con i materiali.

È noto che le molecole chirali come la metionina interagiscono con lo spin dell’elettrone attraverso un meccanismo chiamato selettività dello spin indotta chiralmente. In termini semplici, la forma di una molecola può influenzare il modo in cui gli elettroni si muovono attraverso di essa.

I ricercatori hanno scoperto che questo effetto si estende anche agli isotopi, atomi quasi identici ma che differiscono leggermente per massa e spin nucleare.

“Questo lavoro introduce lo spin come un nuovo attore nella chimica degli isotopi”, hanno affermato i ricercatori.

Gli isotopi funzionano come “impronte digitali” nella scienza, aiutando i ricercatori a tracciare l’origine delle molecole e a comprendere i processi chimici, inclusi quelli legati all’emergere della vita sulla Terra primordiale.

I risultati potrebbero anche contribuire a comprendere come la vita sia arrivata a favorire una forma “manuale” di molecole rispetto a un’altra, una domanda di lunga data in biologia.

I ricercatori suggeriscono che gli ambienti magnetici, forse presenti sulla Terra primordiale, potrebbero aver influenzato quali molecole si sono formate e persistite, plasmando sottilmente l’evoluzione chimica iniziale.

Un migliore controllo sulla separazione degli isotopi potrebbe anche avere applicazioni pratiche, tra cui imaging medico più efficiente, tecnologie per il trattamento del cancro, tracciamento delle fonti di inquinamento, monitoraggio dei cicli dell’acqua e supporto alla ricerca sul clima. Ulteriori applicazioni potrebbero includere l’archeologia e la geologia, in particolare la datazione al radiocarbonio.

Lo studio si collega anche al campo della biologia quantistica, che esplora se effetti quantistici come lo spin dell’elettrone svolgano un ruolo nei sistemi biologici. Se i campi magnetici possono influenzare le molecole in modo dipendente dallo spin, ciò potrebbe suggerire che fenomeni su scala quantistica abbiano contribuito a plasmare processi biologici fondamentali.

I ricercatori hanno concluso che lo spin e il magnetismo “introducono un nuovo livello di controllo nella chimica”.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista peer-reviewed Chem.