WEBVTT

00:00:01.190 --> 00:00:05.718
Ik wil jullie laten kennismaken
met een opkomend gebied van de wetenschap.

00:00:05.742 --> 00:00:09.685
Nog speculatief, maar enorm spannend

00:00:09.709 --> 00:00:12.338
en zeker een dat zeer snel groeit.

00:00:13.448 --> 00:00:17.496
Kwantumbiologie stelt
een heel simpele vraag:

00:00:17.520 --> 00:00:18.930
Speelt de kwantummechanica --

00:00:18.974 --> 00:00:22.196
die rare, prachtige en krachtige theorie

00:00:22.220 --> 00:00:24.772
van de subatomaire wereld
van atomen en moleculen

00:00:24.772 --> 00:00:28.560
en die ten grondslag ligt aan zoveel
van de moderne natuur- en scheikunde --

00:00:28.580 --> 00:00:31.856
ook een rol in de levende cel?

00:00:31.880 --> 00:00:33.149
Met andere woorden:

00:00:33.173 --> 00:00:38.181
zijn er processen, mechanismen, 
verschijnselen in levende organismen

00:00:38.205 --> 00:00:42.738
die alleen kunnen worden verklaard
door de kwantummechanica?

00:00:43.546 --> 00:00:45.183
Nu is kwantumbiologie niet nieuw.

00:00:45.207 --> 00:00:47.608
Ze is er al sinds de vroege jaren 30.

00:00:47.928 --> 00:00:51.643
Maar pas in de laatste tien jaar of zo
hebben zorgvuldige experimenten --

00:00:51.667 --> 00:00:55.131
in biochemielabs,
met behulp van spectroscopie --

00:00:55.155 --> 00:01:02.018
heel duidelijke, harde bewijzen laten zien
dat voor bepaalde specifieke mechanismen

00:01:02.042 --> 00:01:04.553
kwantummechanica nodig is
om ze uit te leggen.

00:01:05.674 --> 00:01:09.003
Kwantumbiologie brengt
kwantumfysici, biochemici

00:01:09.027 --> 00:01:12.668
en moleculair biologen samen
tot een zeer interdisciplinair vakgebied.

00:01:12.692 --> 00:01:16.621
Ik kom uit de kwantumfysica,
dus ben ik een kernfysicus.

00:01:16.645 --> 00:01:21.350
Ik breek al meer dan drie decennia lang
mijn hoofd over de kwantummechanica.

00:01:21.387 --> 00:01:24.380
Een van de ontwerpers
van de kwantummechanica, Niels Bohr,

00:01:24.404 --> 00:01:27.754
zei: “Als het je niet verbaast,
dan heb je het niet begrepen.”

00:01:28.237 --> 00:01:31.080
Ik ben blij dat het me
nog steeds verbaast.

00:01:31.104 --> 00:01:32.849
Dat is goed.

00:01:32.873 --> 00:01:39.482
Het betekent dat ik de allerkleinste
structuren in het universum bestudeer,

00:01:39.502 --> 00:01:41.857
de bouwstenen van de werkelijkheid.

00:01:41.881 --> 00:01:45.096
Om je een idee te geven van de omvang,

00:01:45.120 --> 00:01:48.072
begin maar bij een alledaags voorwerp,
zoals een tennisbal,

00:01:48.096 --> 00:01:51.097
en ga van daaruit naar een steeds
kleinere orde van grootte:

00:01:51.131 --> 00:01:55.602
het oog van een naald, een cel,
een bacterie, een enzym

00:01:55.602 --> 00:01:58.171
tot we uiteindelijk
de nanowereld bereiken.

00:01:58.171 --> 00:02:00.490
Nanotechnologie zal jullie wel wat zeggen.

00:02:00.841 --> 00:02:03.694
Eén nanometer is
één miljardste van een meter.

00:02:04.560 --> 00:02:08.930
Mijn gebied is de atoomkern,
dat kleine stipje in het atoom.

00:02:08.954 --> 00:02:10.639
Zelfs nog kleiner op schaal.

00:02:10.639 --> 00:02:13.158
Dit is het domein van de kwantummechanica.

00:02:13.158 --> 00:02:17.208
Fysici en chemici hadden lange tijd nodig
om eraan te wennen.

00:02:17.248 --> 00:02:21.705
Biologen hebben er zich volgens mij
nogal gemakkelijk vanaf gemaakt.

00:02:22.071 --> 00:02:26.402
Ze waren al tevreden met
hun bal-en-stokmodellen van moleculen.

00:02:26.426 --> 00:02:27.508
(Gelach)

00:02:27.532 --> 00:02:30.730
De ballen zijn de atomen,
de stokjes de bindingen tussen de atomen.

00:02:30.754 --> 00:02:33.248
En als ze ze niet fysiek
in het lab kunnen bouwen,

00:02:33.272 --> 00:02:35.664
dan kunnen ze nu
met zeer krachtige computers

00:02:35.688 --> 00:02:37.655
grote moleculen simuleren.

00:02:37.679 --> 00:02:41.343
Dit is een eiwit met 100.000 atomen.

00:02:42.003 --> 00:02:46.338
Je hebt niet veel kwantummechanica nodig
om het te verklaren.

00:02:47.695 --> 00:02:50.584
Kwantummechanica werd ontwikkeld
in de jaren 20.

00:02:50.965 --> 00:02:57.845
Het is een reeks mooie en krachtige
wiskundige regels en ideeën

00:02:57.869 --> 00:03:00.477
om de wereld van het zeer kleine
te verklaren.

00:03:00.501 --> 00:03:02.513
Een heel andere wereld

00:03:02.537 --> 00:03:05.416
dan onze alledaagse wereld
van biljoenen atomen.

00:03:05.440 --> 00:03:08.997
Het is een wereld
gebouwd op kans en toeval.

00:03:09.818 --> 00:03:11.120
Het is een wazige wereld.

00:03:11.144 --> 00:03:12.874
Het is een wereld van fantomen,

00:03:12.898 --> 00:03:16.246
waar de deeltjes zich ook kunnen gedragen
als uitdijende golven.

00:03:18.157 --> 00:03:21.019
Als we ons kwantummechanica
of kwantumfysica

00:03:21.043 --> 00:03:25.601
als de fundamentele basis
van de werkelijkheid zelf voorstellen,

00:03:25.601 --> 00:03:28.011
dan is het niet verwonderlijk
dat we zeggen:

00:03:28.035 --> 00:03:30.455
kwantumfysica ondersteunt
de organische chemie.

00:03:30.479 --> 00:03:32.553
Ze vertelt ons immers volgens welke regels

00:03:32.553 --> 00:03:35.644
de atomen in elkaar passen
om organische moleculen te vormen.

00:03:35.644 --> 00:03:38.241
Organische chemie,
opgeschaald in complexiteit,

00:03:38.241 --> 00:03:42.143
geeft ons de moleculaire biologie,
wat uiteraard leidt tot leven zelf.

00:03:42.174 --> 00:03:43.995
Eigenlijk moet het ons niet verbazen.

00:03:43.995 --> 00:03:45.479
Het is bijna vanzelfsprekend.

00:03:45.479 --> 00:03:47.731
Je zal zeggen:
"Wel, natuurlijk moet leven

00:03:47.731 --> 00:03:50.141
uiteindelijk afhangen
van de kwantummechanica."

00:03:50.141 --> 00:03:52.531
Maar dat geldt voor alles.

00:03:52.555 --> 00:03:56.170
Alle levenloze materie,
samengesteld uit triljoenen atomen.

00:03:56.501 --> 00:04:00.803
Uiteindelijk bereiken we een kwantumniveau

00:04:00.803 --> 00:04:03.916
waar we ons wel moeten
verdiepen in deze rariteit.

00:04:03.916 --> 00:04:06.326
Maar voor het dagelijks leven
hoeft dat niet.

00:04:06.404 --> 00:04:09.603
Want als je eenmaal
biljoenen atomen bij elkaar hebt,

00:04:09.627 --> 00:04:12.242
lost die kwantumrariteit
zich vanzelf op.

00:04:15.288 --> 00:04:17.857
Daar gaat kwantumbiologie niet over.

00:04:17.880 --> 00:04:20.437
Kwantumbiologie is niet
voor de hand liggend.

00:04:20.461 --> 00:04:23.314
Natuurlijk onderbouwt
kwantummechanica het leven

00:04:23.314 --> 00:04:25.254
op een of ander moleculair niveau.

00:04:25.254 --> 00:04:31.258
Kwantumbiologie gaat over het zoeken
naar de niet-triviale,

00:04:31.282 --> 00:04:35.758
de contra-intuïtieve ideeën
in de kwantummechanica,

00:04:35.782 --> 00:04:38.797
om te zien of ze inderdaad
een belangrijke rol spelen

00:04:38.821 --> 00:04:41.273
in de beschrijving
van de processen van het leven.

00:04:42.653 --> 00:04:47.873
Hier is mijn perfecte voorbeeld
van de contra-intuïtiviteit

00:04:47.897 --> 00:04:50.613
van de kwantumwereld: de kwantumskiër.

00:04:50.642 --> 00:04:53.282
Hij lijkt intact en volkomen gezond,

00:04:53.306 --> 00:04:54.967
toch lijkt hij tegelijkertijd

00:04:54.967 --> 00:04:57.457
rond beide zijden van de boom
te zijn gegaan.

00:04:57.457 --> 00:04:59.120
Als je dergelijke sporen zag,

00:04:59.144 --> 00:05:01.973
zou je natuurlijk denken
dat het een soort stunt was.

00:05:01.973 --> 00:05:04.354
Maar in de kwantumwereld
gebeurt dit constant.

00:05:04.354 --> 00:05:07.890
Deeltjes kunnen multitasken,
ze kunnen op twee plaatsen tegelijk zijn.

00:05:07.914 --> 00:05:10.242
Ze kunnen meer dan één ding
tegelijkertijd doen.

00:05:10.266 --> 00:05:12.909
Deeltjes kunnen zich gedragen
als uitdijende golven.

00:05:13.298 --> 00:05:14.897
Het is bijna magie.

00:05:15.538 --> 00:05:18.287
Fysici en chemici hadden
bijna een eeuw nodig

00:05:18.311 --> 00:05:20.957
om te wennen aan deze rariteit.

00:05:21.035 --> 00:05:22.795
Ik verwijt het de biologen niet

00:05:22.819 --> 00:05:26.134
dat ze geen kwantummechanica
wilden of hoefden te leren.

00:05:26.134 --> 00:05:28.676
Deze rariteit is iets heel delicaats.

00:05:28.700 --> 00:05:33.150
Wij natuurkundigen doen ons best
om ze in onze labs te houden.

00:05:33.174 --> 00:05:37.378
We koelen ons systeem af tot in de buurt
van het absolute nulpunt,

00:05:37.402 --> 00:05:39.897
we doen onze experimenten in een vacuüm,

00:05:39.897 --> 00:05:42.898
we proberen alle externe
storingen te vermijden.

00:05:43.602 --> 00:05:46.960
Dat is heel anders
in de warme, rommelige,

00:05:46.960 --> 00:05:49.960
onrustige omgeving van een levende cel.

00:05:49.960 --> 00:05:52.491
De biologie, met name
de moleculaire biologie,

00:05:52.491 --> 00:05:54.461
lijkt er goed aan te hebben gedaan

00:05:54.461 --> 00:05:58.742
de levensprocessen te beschrijven
in termen van chemische reacties.

00:05:58.762 --> 00:06:03.612
Het zijn reductionistische, 
deterministische chemische reacties,

00:06:03.636 --> 00:06:06.204
wat aantoont dat leven in essentie

00:06:06.224 --> 00:06:08.734
is gemaakt van hetzelfde materiaal
als al het andere,

00:06:08.774 --> 00:06:11.834
en als we in de macrowereld
de kwantummechanica kunnen vergeten,

00:06:11.858 --> 00:06:15.104
dan kan dat toch ook in de biologie, niet?

00:06:15.706 --> 00:06:19.070
Iemand ging daar niet mee akkoord:

00:06:20.062 --> 00:06:23.185
Erwin Schrödinger,
die van de beroemde Schrödinger kat,

00:06:23.185 --> 00:06:24.676
een Oostenrijks natuurkundige.

00:06:24.676 --> 00:06:28.519
Hij was een van de ontwerpers
van de kwantummechanica in de jaren 20.

00:06:28.663 --> 00:06:31.980
In 1944 schreef hij een boek
met de titel 'Wat is Leven?'.

00:06:31.980 --> 00:06:33.570
Het was enorm invloedrijk.

00:06:33.594 --> 00:06:36.475
Het beïnvloedde Francis Crick
en James Watson,

00:06:36.499 --> 00:06:39.022
de ontdekkers van
de dubbele-helixstructuur van DNA.

00:06:39.343 --> 00:06:43.011
Hij zegt bijvoorbeeld ergens:

00:06:43.035 --> 00:06:48.821
“Op moleculair niveau hebben
levende organismen een bepaalde orde,

00:06:48.845 --> 00:06:52.077
een structuur die heel anders is

00:06:52.101 --> 00:06:56.837
dan het willekeurige thermodynamische
getuimel van atomen en moleculen

00:06:56.861 --> 00:07:00.567
in levenloze materie
van dezelfde complexiteit.

00:07:01.184 --> 00:07:04.222
In feite lijkt levende materie
zich te gedragen

00:07:04.222 --> 00:07:06.542
in de orde, in een structuur,

00:07:06.542 --> 00:07:10.376
als levenloze materie afgekoeld
tot in de buurt van het absolute nulpunt,

00:07:10.400 --> 00:07:13.433
waar de kwantumeffecten
een zeer belangrijke rol spelen.

00:07:14.280 --> 00:07:19.930
Er is iets bijzonders aan de structuur
-- de orde -- in een levende cel.

00:07:20.048 --> 00:07:21.916
Schrödinger speculeerde dus

00:07:21.946 --> 00:07:26.096
dat kwantummechanica
misschien een rol speelt in het leven.

00:07:26.096 --> 00:07:29.521
Het is een zeer speculatief, vergaand idee

00:07:29.545 --> 00:07:32.418
en het bracht het niet erg ver.

00:07:33.016 --> 00:07:35.069
Maar zoals ik in het begin zei,

00:07:35.093 --> 00:07:37.892
zijn er in de laatste 10 jaar
proeven geweest

00:07:37.916 --> 00:07:41.971
die voor een aantal verschijnselen
in de biologie

00:07:41.995 --> 00:07:44.418
kwantummechanica lijken nodig te hebben.

00:07:44.418 --> 00:07:47.475
Ik wil een aantal opwindende
daarvan met jullie delen.

00:07:48.215 --> 00:07:52.292
Dit is een van de meest bekende
verschijnselen in de kwantumwereld:

00:07:52.292 --> 00:07:53.647
kwantumtunneling.

00:07:53.671 --> 00:07:58.060
Het vak links toont de golfachtige,
uitwaaierende distributie

00:07:58.084 --> 00:08:00.845
van een kwantumentiteit
-- een deeltje, zoals een elektron,

00:08:00.869 --> 00:08:04.506
dat niet als een balletje
tegen een muur stuitert.

00:08:04.530 --> 00:08:08.833
Het is een golf die zich 
met een zekere waarschijnlijkheid

00:08:08.833 --> 00:08:11.013
door een stevige wand
heen kan verplaatsen,

00:08:11.013 --> 00:08:12.723
zoals een spook door een muur.

00:08:12.723 --> 00:08:16.821
Je kunt een vage lichtvlek zien
in het rechtervak.

00:08:17.803 --> 00:08:19.859
Kwantumtunneling suggereert
dat een deeltje

00:08:19.879 --> 00:08:22.389
door een ondoordringbare
barrière kan geraken

00:08:22.409 --> 00:08:24.593
en op een of andere manier,
als bij toverslag,

00:08:24.593 --> 00:08:27.967
aan de ene kant kan verdwijnen
om aan de andere kant weer op te duiken.

00:08:27.967 --> 00:08:31.909
De mooiste manier om het uit te leggen is
als je een bal over een muur wilt gooien,

00:08:31.933 --> 00:08:35.510
moet je hem genoeg energie meegeven
om over de muur te geraken.

00:08:35.534 --> 00:08:38.592
In de kwantumwereld hoef je hem
niet over de muur te gooien.

00:08:38.616 --> 00:08:40.275
Gooi hem maar tegen de muur

00:08:40.275 --> 00:08:42.877
en het kan zijn dat hij
aan jouw kant zal verdwijnen

00:08:42.877 --> 00:08:45.370
en aan de andere kant weer verschijnen.

00:08:45.394 --> 00:08:47.072
Dat zuig ik niet uit mijn duim.

00:08:47.096 --> 00:08:50.492
We zijn blij -- nou ja, 'blij'
is nu niet het juiste woord --

00:08:50.516 --> 00:08:52.561
(Gelach)

00:08:52.585 --> 00:08:54.203
We zijn ermee vertrouwd.

00:08:54.227 --> 00:08:56.972
(Gelach)

00:08:56.996 --> 00:08:59.290
Kwantumtunneling gebeurt de hele tijd.

00:08:59.314 --> 00:09:01.981
Het is in feite de reden
dat de zon schijnt.

00:09:02.655 --> 00:09:04.164
De deeltjes fuseren

00:09:04.188 --> 00:09:07.886
en de zon zet waterstof om
in helium door kwantumtunneling.

00:09:09.464 --> 00:09:13.508
In de jaren 70 en 80 werd ontdekt
dat kwantumtunneling

00:09:13.508 --> 00:09:16.250
ook plaats vindt binnen levende cellen.

00:09:16.290 --> 00:09:22.556
Enzymen, de werkpaarden van het leven,
de katalysatoren van chemische reacties,

00:09:22.580 --> 00:09:26.746
zijn biomoleculen die de snelheid
van chemische reacties in levende cellen

00:09:26.770 --> 00:09:28.833
met vele ordes van grootte opdrijven.

00:09:28.833 --> 00:09:31.281
Het is nog altijd een raadsel
hoe ze dit doen.

00:09:31.370 --> 00:09:37.679
Men ontdekte dat een van de trucs
die enzymen ontwikkelden,

00:09:37.739 --> 00:09:41.091
bestond uit het overdragen
van subatomaire deeltjes,

00:09:41.091 --> 00:09:42.991
zoals elektronen en protonen,

00:09:42.991 --> 00:09:47.652
van één deel van een molecuul
naar een ander, door kwantumtunneling.

00:09:48.333 --> 00:09:50.488
Het is efficiënt en snel;

00:09:50.488 --> 00:09:54.099
een proton kan op de ene plaats
verdwijnen en ergens anders verschijnen.

00:09:54.099 --> 00:09:56.352
Enzymen helpen daarbij.

00:09:56.548 --> 00:09:59.231
Dit is onderzoek uit de jaren 80,

00:09:59.255 --> 00:10:03.292
met name door een groep
in Berkeley, Judith Klinman.

00:10:03.316 --> 00:10:05.521
Andere Britse groepen hebben nu bevestigd

00:10:05.545 --> 00:10:06.956
dat enzymen dit echt doen.

00:10:09.048 --> 00:10:11.597
Uit onderzoek van mijn groep --

00:10:11.621 --> 00:10:14.055
ik zei al dat ik kernfysicus was,

00:10:14.079 --> 00:10:19.114
maar ik realiseerde me dat ik deze tools
van de kwantummechanica van atoomkernen

00:10:19.114 --> 00:10:23.188
ook op andere gebieden kon toepassen --

00:10:23.188 --> 00:10:29.536
Een vraag was of kwantumtunneling
een rol speelt bij mutaties in DNA.

00:10:29.843 --> 00:10:33.503
Nogmaals, dit is niet nieuw.
Het gaat terug naar de vroege jaren 60.

00:10:33.527 --> 00:10:36.488
De twee strengen van DNA,
de dubbele-helixstructuur,

00:10:36.512 --> 00:10:39.895
worden bijeengehouden door sporten,
net een gedraaide ladder.

00:10:39.895 --> 00:10:42.866
Die sporten zijn waterstofbruggen:

00:10:42.890 --> 00:10:46.680
protonen die de twee strengen
bij elkaar houden.

00:10:46.704 --> 00:10:51.454
Ze houden deze grote moleculen,

00:10:51.478 --> 00:10:53.085
de nucleotiden, samen.

00:10:54.130 --> 00:10:55.280
Zoom nog wat in.

00:10:55.304 --> 00:10:57.220
Dit is een computersimulatie.

00:10:57.855 --> 00:11:01.031
De twee witte ballen
in het midden zijn protonen.

00:11:01.311 --> 00:11:03.810
Je kunt zien dat het
een dubbele waterstofbinding is.

00:11:03.810 --> 00:11:07.058
De ene wil aan de ene kant zitten,
de andere aan de andere kant

00:11:07.082 --> 00:11:09.410
van de twee strengen van verticale lijnen

00:11:09.410 --> 00:11:12.410
die naar beneden lopen
en die je niet kunt zien.

00:11:12.410 --> 00:11:15.805
Het kan gebeuren dat deze twee protonen
over kunnen springen.

00:11:15.829 --> 00:11:17.695
Kijk naar de twee witte ballen.

00:11:17.748 --> 00:11:19.746
Ze kunnen naar de andere kant springen.

00:11:20.239 --> 00:11:22.909
Als de twee strengen van DNA
dan uit elkaar gaan,

00:11:22.909 --> 00:11:25.909
waardoor het replicatieproces begint,

00:11:25.909 --> 00:11:29.108
en de twee protonen
in de verkeerde posities staan,

00:11:29.132 --> 00:11:30.895
kan dit leiden tot een mutatie.

00:11:31.204 --> 00:11:32.876
Dat weten we al een halve eeuw.

00:11:32.900 --> 00:11:35.743
De vraag is: hoe waarschijnlijk
is het dat ze dat doen,

00:11:35.763 --> 00:11:38.095
en als ze het doen,
hoe doen ze het dan?

00:11:38.115 --> 00:11:40.888
Springen ze over,
net zoals de bal over de muur?

00:11:40.912 --> 00:11:44.414
Of kunnen ze kwantumtunnelen,
zelfs als ze niet genoeg energie hebben?

00:11:45.089 --> 00:11:49.341
Vroege indicaties suggereren
dat kwantumtunneling een rol kan spelen.

00:11:49.365 --> 00:11:51.589
We weten nog steeds niet
hoe belangrijk het is,

00:11:51.619 --> 00:11:53.695
het is nog een open vraag.

00:11:54.199 --> 00:11:55.349
Het is speculatief,

00:11:55.373 --> 00:11:57.830
maar het is een van die vragen
die zo belangrijk is

00:11:57.850 --> 00:12:00.596
omdat als kwantummechanica
een rol speelt bij mutaties

00:12:00.616 --> 00:12:03.209
dit zeker grote consequenties heeft

00:12:03.209 --> 00:12:05.527
voor het begrijpen van die mutaties.

00:12:05.551 --> 00:12:09.307
Misschien zelfs degenen die leiden
tot het ontstaan van kankercellen.

00:12:10.803 --> 00:12:16.106
Een ander voorbeeld van kwantummechanica
in de biologie is 'kwantumcoherentie',

00:12:16.126 --> 00:12:18.669
in een van de belangrijkste
processen in de biologie,

00:12:18.689 --> 00:12:21.688
namelijk de fotosynthese:
hoe planten en bacteriën

00:12:21.708 --> 00:12:25.422
de energie van het zonlicht gebruiken
om biomassa aan te maken.

00:12:26.215 --> 00:12:30.367
Kwantumcoherentie is het idee
van multitasking door kwantumentiteiten.

00:12:30.912 --> 00:12:32.516
Het is de kwantumskiër.

00:12:32.540 --> 00:12:35.492
Het is een object
dat zich gedraagt als een golf,

00:12:35.516 --> 00:12:38.978
zodat het zich niet alleen beweegt
in de ene of de andere richting,

00:12:38.978 --> 00:12:42.172
maar meerdere paden tegelijk kan volgen.

00:12:42.708 --> 00:12:46.624
Enkele jaren geleden werd de wereld
van de wetenschap geschokt,

00:12:46.648 --> 00:12:50.232
toen een document werd gepubliceerd
met experimenteel bewijs

00:12:50.256 --> 00:12:54.032
dat kwantumcoherentie in bacteriën

00:12:54.056 --> 00:12:55.742
bij de fotosynthese plaatsvindt.

00:12:55.766 --> 00:12:58.830
Het idee is dat het foton,
het lichtdeeltje, het zonlicht,

00:12:58.854 --> 00:13:01.972
het lichtkwantum gevangen
door een chlorofylmolecuul,

00:13:01.972 --> 00:13:04.657
naar het zogenaamde
reactiecentrum wordt gebracht,

00:13:04.657 --> 00:13:06.941
waar het wordt omgezet
in chemische energie.

00:13:06.941 --> 00:13:09.573
Daar geraakt het niet
via één enkele route,

00:13:09.597 --> 00:13:11.812
maar via meerdere routes tegelijk

00:13:11.836 --> 00:13:16.173
om op de meest efficiënte manier
het reactiecentrum te bereiken

00:13:16.197 --> 00:13:18.908
zonder als restwarmte te worden afgevoerd.

00:13:19.228 --> 00:13:22.537
Kwantumcoherentie vindt plaats
in een levende cel.

00:13:22.561 --> 00:13:24.681
Een opmerkelijk idee,

00:13:24.705 --> 00:13:30.124
en toch verschijnen bijna wekelijks
nieuwe papers met bewijsmateriaal

00:13:30.124 --> 00:13:33.176
die bevestigen dat dit inderdaad gebeurt.

00:13:33.555 --> 00:13:38.294
Mijn derde en laatste voorbeeld
is het mooiste, het prachtigste idee.

00:13:38.318 --> 00:13:42.381
Ook nog zeer speculatief,
maar ik moet het vertellen.

00:13:42.405 --> 00:13:46.460
Het Europese roodborstje
migreert ieder najaar

00:13:46.460 --> 00:13:49.700
van Scandinavië naar de Middellandse Zee.

00:13:49.700 --> 00:13:53.073
Net als veel zeedieren en zelfs insecten

00:13:53.097 --> 00:13:57.397
navigeren ze op basis
van het aardmagnetisch veld.

00:13:58.968 --> 00:14:01.395
Dat magnetisch veld is zeer, zeer zwak.

00:14:01.419 --> 00:14:03.929
Wel 100 keer zwakker
dan een koelkastmagneet,

00:14:03.929 --> 00:14:06.932
en toch is het op de een
of andere manier van invloed

00:14:06.932 --> 00:14:09.932
op de chemie in een levend organisme.

00:14:09.932 --> 00:14:13.738
Daarover bestaat geen twijfel
- een Duits echtpaar van ornithologen,

00:14:13.762 --> 00:14:18.022
Wolfgang en Roswitha Wiltschko
bevestigden in de jaren 70

00:14:18.046 --> 00:14:22.023
dat het roodborstje zijn weg vindt
door het aardmagnetisch veld te voelen.

00:14:22.047 --> 00:14:25.374
Het krijgt richtingsinformatie
met een ingebouwd kompas.

00:14:25.398 --> 00:14:27.647
Maar: hoe werkt het?

00:14:29.671 --> 00:14:31.325
De enige theorie die we hebben --

00:14:31.355 --> 00:14:34.235
we weten niet of het juist is,
maar we hebben niets anders --

00:14:34.255 --> 00:14:38.339
is dat dat gaat door wat we noemen
kwantumverstrengeling.

00:14:38.567 --> 00:14:40.735
In het netvlies van het roodborstje --

00:14:40.735 --> 00:14:42.261
ik hou je niet voor de gek --

00:14:42.261 --> 00:14:45.511
in het netvlies van het roodborstje
zit het eiwit cryptochroom,

00:14:45.511 --> 00:14:46.601
dat lichtgevoelig is.

00:14:46.625 --> 00:14:50.564
In cryptochroom zijn een paar elektronen
kwantumverstrengeld.

00:14:50.588 --> 00:14:53.820
Kwantumverstrengeling betekent
dat twee deeltjes ver uit elkaar,

00:14:53.844 --> 00:14:56.678
toch ergens in contact met elkaar blijven.

00:14:56.711 --> 00:14:58.437
Zelfs Einstein haatte dit idee.

00:14:58.461 --> 00:15:00.960
Hij noemde het
‘spookachtige actie op afstand’.

00:15:00.960 --> 00:15:02.099
(Gelach)

00:15:02.099 --> 00:15:04.199
Als Einstein het al niet leuk vond,

00:15:04.219 --> 00:15:05.896
hoe zit het dan met ons?

00:15:05.896 --> 00:15:08.749
Twee kwantumverstrengelde elektronen
in één enkel molecuul

00:15:08.773 --> 00:15:10.244
dansen een delicate dans

00:15:10.268 --> 00:15:13.239
die zeer gevoelig is voor de richting
waarin de vogel vliegt

00:15:13.239 --> 00:15:14.964
in het aardmagnetisch veld.

00:15:14.964 --> 00:15:17.458
We weten niet
of het de juiste verklaring is,

00:15:17.482 --> 00:15:20.069
maar zou het niet spannend zijn

00:15:20.069 --> 00:15:23.069
als kwantummechanica
vogels hielp navigeren?

00:15:23.069 --> 00:15:25.790
Kwantumbiologie
staat nog in de kinderschoenen.

00:15:25.814 --> 00:15:29.298
Ze is nog steeds speculatief.

00:15:29.742 --> 00:15:33.591
Maar ik denk dat ze gebouwd is
op solide wetenschap.

00:15:33.917 --> 00:15:37.726
Ik denk ook dat we
in de komende tien jaar of zo

00:15:37.750 --> 00:15:42.591
gaan inzien dat ze
het hele leven doordringt,

00:15:42.615 --> 00:15:47.211
dat het leven trucs heeft ontwikkeld
die gebruik maken van de kwantumwereld.

00:15:48.026 --> 00:15:49.454
Hou het in de gaten.

00:15:49.478 --> 00:15:50.635
Dankjewel.

00:15:50.659 --> 00:15:52.861
(Applaus)