Een team van onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley, heeft een nieuw model ontwikkeld dat voorspelt hoe temperatuur het leven beïnvloedt, van kwantum- tot klassieke schaal. Het model, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Physics, zou wetenschappers kunnen helpen beter te begrijpen hoe organismen zich aanpassen aan verschillende omgevingen en hoe het leven kan evolueren onder extreme omstandigheden.

Het model is gebaseerd op het idee dat alle levende wezens bestaan ​​uit een verzameling moleculen die met elkaar interageren op een manier die aanleiding geeft tot de eigenschappen van het leven. Deze interacties worden beheerst door de wetten van de kwantummechanica, die bepalen hoe energie tussen moleculen wordt overgedragen.

Bij lage temperaturen kunnen moleculen hun kwantumeigenschappen behouden, en hun interacties kunnen worden beschreven met behulp van de principes van de kwantummechanica. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt echter de thermische energie van de moleculen toe en worden de interacties daartussen chaotischer. Dit kan de kwantumeigenschappen van de moleculen verstoren en leiden tot het afbreken van de klassieke natuurwetten.

Het nieuwe model houdt rekening met de effecten van zowel de kwantummechanica als de klassieke mechanica op het gedrag van levende wezens. Hierdoor kan het model voorspellen hoe organismen zich zullen aanpassen aan verschillende omgevingen, inclusief die welke extreem warm of koud zijn.

Het model zou wetenschappers ook kunnen helpen beter te begrijpen hoe het leven zou kunnen evolueren onder extreme omstandigheden, zoals die op andere planeten of in de diepe oceaan. Door te begrijpen hoe temperatuur het leven beïnvloedt, van kwantum- tot klassieke schaal, zou het model een raamwerk kunnen bieden om te voorspellen hoe het leven zich zou kunnen aanpassen aan verschillende omgevingen en hoe het in de loop van de tijd zou kunnen evolueren.

Het onderzoeksteam bestond uit theoretisch natuurkundige Edward Farhi, biofysicus James Fraser en computerwetenschapper Ananth Grama. Het team werkt momenteel aan de uitbreiding van het model naar complexere biologische systemen, zoals cellen en organismen.