De menselijke neus, een vaak onderschat orgaan, speelt een fundamentele rol in onze waarneming van de wereld. Dagelijks filtert het niet alleen lucht voor overleving, maar vangt het ook een constante stroom moleculaire informatie op die onze omgeving definieert.
De traditionele wetenschappelijke verklaring voor geurperceptie stelt dat geurmoleculen zich binden aan specifieke receptoreiwitten in de neus, wat een signaal naar de hersenen stuurt. Deze theorie, gepopulariseerd door Nobelprijswinnaars Linda Buck en Richard Axel, verklaart echter niet volledig waarom moleculen met vergelijkbare structuren totaal verschillende geuren kunnen hebben. Een molecuul dat naar vers gemaaid gras ruikt, kan bijvoorbeeld een geur van rotte eieren krijgen bij een kleine structurele aanpassing, ondanks dat de moleculaire vorm grotendeels gelijk blijft.
Biofysicus Luca Turin en zijn collega's van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) presenteerden in 1996 een alternatieve hypothese: onze neus detecteert niet de vorm van moleculen, maar hun kwantumtrillingen. Moleculen trillen op specifieke, gekwantiseerde frequenties die fungeren als een unieke moleculaire vingerafdruk. Experimenten met fruitvliegen ondersteunen deze theorie, waarbij de insecten onderscheid konden maken tussen moleculen met identieke vormen maar verschillende trillingsfrequenties. Een voorbeeld hiervan is zwaar water, dat van gewoon water verschilt door de aanwezigheid van een neutron in de kern van het waterstofatoom. Fruitvliegen bleken in staat om water en zwaar water te onderscheiden, wat de hypothese van Turin bevestigt. Het mechanisme hierachter zou "quantum nasal tunneling" kunnen zijn, waarbij elektronen worden beïnvloed door de unieke trillingspatronen van moleculen, vergelijkbaar met de werking van spectrometers.
Luca Turin paste deze theorie toe bij de oprichting van Flexitral, een bedrijf dat zich richtte op de parfumindustrie. Door de trillingsfrequenties van geurmoleculen te analyseren, konden dure ingrediënten worden vervangen door goedkopere alternatieven met vergelijkbare olfactorische eigenschappen, wat een revolutie teweegbracht in de ontwikkeling van parfums.
Professor fysische chemie Elixabete Rezabal van de Universiteit van de Baskische Country zal haar inzichten over dit onderwerp presenteren tijdens Naukas Bilbao 2025. Deze conferentie is een belangrijk platform voor de verspreiding van wetenschappelijke kennis en benadrukt dat kwantummechanica een fundamentele rol speelt in biologische processen, waaronder onze reukzin. De bevindingen suggereren dat trillingen de sleutel zijn tot het ontcijferen van de complexe wereld van geuren, en bieden nieuwe inzichten in de fundamentele interacties die onze zintuigen sturen.
Het begrip dat onze zintuigen opereren op een niveau dat fundamenteel is voor de structuur van materie, nodigt uit tot een diepere waardering van de verbinding tussen de fysieke wereld en onze perceptie ervan. Het herinnert ons eraan dat zelfs de meest alledaagse ervaringen, zoals ruiken, geworteld zijn in de fascinerende principes van de kwantumfysica.