Fisika kuantikoa eta klasikoa Nobel Sarietan elkarlanean

Peru S Gamarra

“Gure laborategiak oso aspergarriak dira”, dio Xabier Lopez EHU-ko kimika irakasleak broma artean. Bera ez da kimikari arrunt bat. Behintzat, ez gehienok imajinatzen dugun bezalakoa. Ez ditu bere lanegunak azido eta probeten artean ematen. Ezta gutxiago ere. Izan ere, bere lantokiak ez du laborategi konbentzional batekin zerikusi handirik. Hemen ez dira saio hodirik inon ere ez atzematen. Ezta bata zuririk ere. Izena bai, berdina da, baina beste guztia erabat ezberdina da. Ordenagailuek dute hemen garrantzia. Beraiek dira protagonista nagusiak.

Xabier Lopezek kimika teorikoa delakoa lantzen du egunero. “Eta zer da kimika teorikoa? kimika beraren teoria da. Teoria hori, azken batean, fisika da. Fisika hori, formula matematiko batean bihurtzen da praktikan, eta, formula hauek tratatzeko, ahalmen handiko konputagailuak erabiltzen ditugu. Besterik gabe”, azaltzen digu modu grafiko batean. Seguru aski ere, zaila egiten zaigu honelako kimikari bat imajinatzea, estandarretatik ateratzen baita, baina Nobel Sarietako epaimahaiak arlo honetan lan egiten duten hiru zientzialari saritu nahi izan ditu aurtengo edizioan. Martin Karplus, Michael Levitt eta Arieh Warshel izan dira sari berezi hau jasoko dutenak kimikan egin dituzten ekarpenengatik.

Zientzia Kaiera Xabier Lopezekin bildu da honen guztiaren gainean hitz egiteko. Asko eta oso ongi ezagutzen du gaia, batez ere, Karplusekin lau urtez lan egin zuelako Estrasburgon eta Oxforden. Zalantzarik gabe, gure webgunetik elkarrizketatu behar genuen ahotsa da berea. Bere hitzetan nabaritzen zaio pozik dagoela. “Badira urte nahiko Karplusen izena Nobel Sarien kinieletan agertzen zela, baina ez genekien egunen batean emango zioten edo ez. Asko poztu nau berriak. Esperientzia paregabea izan zen berarekin lan egitea”, azaltzen du hunkituta.

Baina zer da hiru zientzialari hauek egin dutena? “70ko hamarkadan garatu zituzten metodoek kimika egiteko era zeharo aldatu dute. Ez bakarrik kimika teorikoa, baita esperimentala ere. Hemen ez da aurkikuntza bat saritu, bide berri bat ireki izana baizik. Beraien lana erabat aitzindaria izan zen eta kimika egiteko era guztiz eraldatu zuen”, dio kimika irakasleak.

“Karplus, Levitt eta Warshel proteinak metodo kuantiko eta klasikoekin batera tratatzen hasi ziren lehenak izan ziren. Beren ekarpenak ulertzeko zenbait gauza azaldu behar dira lehenik eta behin. Fisikan bi arlo nagusi ezberdindu behar dira: fisika klasikoa, alde batetik, eta fisika kuantikoa, bestetik. XX. mende hasieran, fisikariak atomoak eta molekulak tratatzeko fisika klasikoa ez zela nahikoa konturatu ziren. Hau dela eta, fisika mota berri bat asmatzea beharrezkoa zela ikusi zuten. Eta hemen sartu beharko genuke fisika kuantikoa. Izan ere, fisika mota hau da atomo eta molekulei aplikatu behar zaiena”, hasten da Xabier.

“Baina arazo bat aurkitzen dugu. Molekula batzuk erraldoiak dira, milaka atomorekin, eta sistema hauek ebaztea nahikoa lan zaila da. Gaur egun, gainera, ez dugu gaitasunik sistema hauek fisika kuantikoaren bidez ebazteko. Ordenagailuek ez dute nahikoa indarrik. Izan ere, fisika kuantikoa erabiltzea oso garestia da. Ez diruz, baizik eta denbora konputazionalaz. Imajinatu egoera duela 40 urteko ordenagailuekin… Fisika klasikoa, ordea, askoz ere merkeagoa da”, jarraitzen du irakasleak.

“Imajinatu proteina bat hartzen dugula. Entzima bat, adibidez. Entzima, bere barruan erreakzio kimiko bat egiten duen proteina mota bat da. Lotura kimikoak apurtu eta eratzen dira bere barruan. Hiru zientzialari hauek konturatu ziren kimika gertatzen ari zen gune horretan atomo gutxi batzuk zirela loturak apurtu eta eratzen zituztenak. Honen aurrean, beraiek pentsatu zuten atomo horiek kuantikoki tratatu al zirela. Gainontzeko atomoek, gehiengoak direnak, erreakzio kimiko hori baldintzatzen dute, baina ez dute inolako loturarik eratzen ezta apurtzen ere. Beste atomo hauek tratatzeko ez da kimika kuantikoa behar. Nahikoa da fisika klasikoko formulak erabiltzea. Beren ekarpen nagusia hau izan da. Sistema osoa ebazteko bi teknika hauek nahastea, hain zuzen ere. 1970ean proposatu zutena aldatuz joan dira, baina bidea beraiek ireki dutela ez dago inolako zalantzarik. Gainera, ordenagailuen ‘boom’-arekin ere bat etorri dira beraien ekarpenak. Honi esker asko aurreratu da”, dio irakasleak.

Xabier Lopez-ek, esan bezala, Karplusekin egin zuen lan Estrasburgon eta Oxforden. “Lau urte eman nituen nik berarekin lan egiten. Proteinen munduak asko erakartzen nau eta, nahiz eta egin nuen Tesiaren gaiarekin zerikusi handirik ez izan, Karplusen taldearekin postdoc bat egitea eskatu nuen. Baiezkoa eman zidan eta ez nuen bitan pentsatu. Egia esan, oso esperientzia ona izan zen. Batez ere, ez nuelako talde handien funtzionamendua ongi ezagutzen. Esan daiteke bertan deskubritu nituela”, bukatzen du.

Egileaz: Peru S. Gamarra kazetaria da