Il modo in cui il nostro naso decodifica l'infinita varietà di odori è stato a lungo un mistero. Mentre la teoria classica, basata sulla forma delle molecole, proposta dai premi Nobel Linda Buck e Richard Axel nel 2004, spiega molti fenomeni, presenta delle lacune. Ad esempio, molecole con forme simili possono avere odori drasticamente diversi, e viceversa. Per colmare queste lacune, è emersa la teoria del fisico Luca Turin e i suoi colleghi del Massachusetts Institute of Technology (MIT), che nel 1996 propose che il nostro olfatto non si basi sulla forma delle molecole, ma sulle loro vibrazioni quantistiche.
Questa ipotesi rivoluzionaria suggerisce che le molecole, a temperatura ambiente, vibrano a frequenze specifiche e quantizzate. La differenza tra molecole apparentemente identiche, come l'acqua e l'acqua pesante, risiede proprio nelle loro diverse frequenze vibrazionali. Turin ipotizzò che il nostro naso fosse in grado di percepire queste vibrazioni.
Per testare questa teoria, Turin condusse esperimenti con i moscerini della frutta, i cui risultati indicarono una preferenza per l'acqua rispetto all'acqua pesante, supportando l'idea che la percezione olfattiva fosse legata alle vibrazioni molecolari. Questo ha portato al concetto di "tunnel quantistico nasale", un meccanismo in cui gli elettroni sfruttano le proprietà quantistiche per identificare le molecole in base alle loro vibrazioni, in modo simile a come funzionano gli spettrometri di laboratorio.
Il meccanismo proposto prevede che, quando una molecola si lega a un recettore, un elettrone debba trasferirsi. Se l'energia richiesta dalla molecola per passare a una modalità vibrazionale superiore corrisponde all'energia che l'elettrone cede, si genera un segnale che il cervello interpreta come un odore specifico. In assenza di questa corrispondenza energetica, il segnale non viene trasmesso.
Le implicazioni di questa teoria sono significative, tanto da aver portato Luca Turin a fondare Flexitral, un'azienda che utilizza il calcolo delle modalità vibrazionali per creare profumi con fragranze identiche a composti costosi, ma utilizzando alternative più economiche. La professoressa di chimica fisica Elixabete Rezabal dell'Università dei Paesi Baschi, intervenendo al quindicesimo anniversario di Naukas Bilbao nel 2025, ha sottolineato come la meccanica quantistica, pur sembrando un campo astratto, sia profondamente legata a numerosi fenomeni biologici quotidiani, con l'olfatto che ne è un esempio lampante.