Etiología de la Homoquiralidad Molecular Mediante un Modelo de Decoherencia Cuántica Público Deposited
El presente trabajo contribuye a uno de los temas de investigación más enigmáticos y descollados de la ciencia: la explicación de la unidireccionalidad -homoquiralidad- de los fenómenos físicos, químicos, y biológicos; a pesar de que las teorías físicas predigan simetrías de los procesos, estas son conculcadas por la naturaleza; al respecto Pasteur expresó “Lúnivers est dissymétrique” 1. A nivel molecular, se estableció de facto que la etiología homoquiral fue un accidente prebiótico, empero este auspicio se privaba de dar un mecanismo formal. Fue en el año 1956 cuando se conjeturó que el descubrimiento de la violación de paridad de fuerzas electrodébiles [2, 3, 11, 12] podía influir en el superávit homoquiral molecular de los procesos bioquímicos. Sin embargo, existen otra teoría extraterrestre del origen homoquiral molecular -tautológicamente, exceso enantiomérico- que han cobrado mucha importancia [17, 16, 15, 18]. En este trabajo se propone un arquetipo del mecanismo que genera un exceso enantiomérico vía un proceso de decoherencia de una estructura intermedia en el proceso de transmutación homoquiral; así pues, se buscará poner este estudio en contexto a las teorías existentes. En el presente trabajo el concepto operante de de coherencia está constituido por aquellos procesos en los que el entrelazamiento disminuye, pero es importante aclarar que la decoherencia de un sistema es un proceso multifactorial que puede exhibirse como una pérdida del comportamiento cuántico de los sistemas; así que será imprescindible hacer una exposición de todo un argot cuántico que justificará nuestra metodología. En un segundo plano se hará uso conceptual del fenómeno del entrelazamiento cuántico, que es un componente esencial del comportamiento cuántico, por lo que será nuestro artilugio para monitorear el grado de decoherencia del sistema. Sin embargo, en los inicios de la teoría cuántica Einstein y colaboradores la criticaron [5] al considerarla una teoría incompleta por no cumplir un criterio de localidad. Pero gracias a los experimentos de Stern-Gerlach, los 1El universo es asimétrico VII VIII INDICE GENERAL patrones de difracción obtenidos en el experimento de la doble rendija, así como los que realizaron Antón Zeilinger y Alan Aspect para verificar fenómenos de no localidad cuántica, por lo que hoy en día ya no se puede poner en tela de juicio que el entrelazamiento, así como la superposición de estados son fenómenos que forman parte de nuestra realidad; una realidad latente por supuesto. No obstante es importante mencionar que el entrelazamiento al que la comunidad científica suele aludir es al de sistemas separados a grandes distancias; empero en la Sección 5 se presentaran criterios para cuantificar entrelazamiento de sistemas fermiónicos indistinguibles definidos en un mismo espacio de Hilbert, los cuales han adquirido relevancia por las implicaciones que tendrían en el procesamiento de información de computadoras cuánticas -en contraste con el primer esquema de entrelazamiento de sistemas lejanamente apartados que tiene implicaciones en teleportación cuántica-. No obstante que este trabajo es de naturaleza puramente teórica y especulativa, no se puede negar su valor científico y sus implicaciones en las ulteriores tecnologías cuántica y su impacto en la química. El valor de este trabajo reside en el hecho de que en este convergen distintas áreas de la ciencia; también este tipo de trabajo multi-temático -de corte transversal- podría parecer poco formal, pero ahí en este hecho se postra la virtud del mismo, ya que contribuye al devenir del conocimiento científico; tarea que muy pocos se atreven a emprender debido al riesgo que implica salirse de esquemas de investigación. Al respecto sobre los temas de corte abstracto; en un psicoanálisis del mexicano, Samuel Ramos reveló su carácter idealista [6]; por otro lado Antonio Caso en un tratado de la idea de progreso [7], expuso que el ser idealista forma parte del desarrollo humano, y dicha etapa se presenta en la juventud; son los jóvenes quienes con facilidad se enamoran de las abstracciones; lo que quiero expresar con esto es: todo aquel que considere tener un espíritu joven puede adentrarse en este terreno fértil en donde convergen distintas áreas de la ciencia.
The aim of the Investigations exposed in the present thesis deals with one of the most enigmatic and outstanding topic research in science: homochirality, that is the one-handed symmetry preference observed in several processes of nature. Notwithstanding that physical theories predict the symmetry of processes, no specific bias towards homochirality has been shown. In this way, Luis Pasteur expressed that “L’univers est dissym´etrique” at the molecular level, it has been established de facto, that homochiral etiology was caused by a prebiotic accident. This claim avoided any formal explanation though. In 1956 it was conjectured that parity violation of electroweak forces might be an important factor to explain molecular homochirality of biological processes. Furthermore, an extraterrestrial origin of molecular homochirality has also been proposed, provoking enantiomeric excess. In this work we propose an enantiomeric excess mechanism based upon a quantum decoherence ansatz, which is achieved through an ad hoc planar molecular state constructed by superposition of a significant number of excited configurations. In quantum way, this stationary mixed state, characterized by its higher entanglement, might decohere towards quasi-pure states (lesser entanglement) . Among these, R- and S-homochiral states are naturally produced. It’s worthy to say that decoherence is guided through an IR- radiation mechanism producing normal vibration modes which lead to specific perturbated states that may collapse in several chemically recognizable states, R- and S- included. Throughout this ansatz we are able to explain, in clear fashion, the symmetry breaking observed in chiral molecules, with no recourse to any extra hypothetical arguments. On the other hand, our results show that enantiomeric excess arises naturally from the statistical distribution of the perturbated states which follow the normal vibration modes.
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