Oggi, 14 aprile, si celebra la Giornata Mondiale dei Quanti o World Quantum Day. La data non è casuale: 4.14 sono le prime tre cifre della costante di Planck, quel valore minuscolo — 4,1356677 × 10⁻¹⁵ elettronvolt per secondo — che governa la fisica quantistica e definisce le unità fondamentali di energia. Una ricorrenza nata nel 2021 per iniziativa di un gruppo internazionale di scienziati, che ha raggiunto la sua prima celebrazione globale nel 2022 con oltre 200 eventi in più di 40 paesi.

Oggi Google lo sta celebrando con un doodle dedicato, che richiama le sfere di Bloch, ovvero la rappresentazione geometrica 3D utilizzata nella meccanica quantistica per visualizzare lo stato di un singolo qubit o quantum bit, l’unità base dell’informazione quantistica. Lecito chiedersi perché sia così importante e perché dovrebbe interessare a futuri o attuali studenti di medicina e delle professioni sanitarie.

Un numero che muove la medicina

La costante di Planck non è un’astrazione filosofica. È la fondamenta invisibile su cui poggiano alcune delle tecnologie mediche più usate al mondo. La risonanza magnetica (MRI), per esempio, sfrutta il comportamento quantistico degli spin dei nuclei atomici: la differenza di energia tra gli stati di spin è direttamente proporzionale alla costante di Planck e all’intensità del campo magnetico. Ogni volta che un paziente entra in un tunnel bianco per una risonanza, la meccanica quantistica sta lavorando per lui.

Lo stesso vale per la PET, la tomografia a emissione di positroni. Durante una scansione PET, al paziente viene somministrato uno zucchero legato a un atomo radioattivo che emette antielettroni: questi, annichilendosi con gli elettroni dei tessuti circostanti, producono fotoni gamma rilevabili dall’esterno, permettendo di localizzare le cellule tumorali. È fisica delle particelle applicata alla diagnosi oncologica.

Dalla teoria ai farmaci del futuro

Il salto più ambizioso è quello verso la scoperta di nuovi farmaci. La meccanica quantistica offre metodi come la density functional theory e i modelli quantistico-molecolari, capaci di simulare strutture elettroniche, affinità di legame e meccanismi di reazione con una precisione impossibile per i metodi classici. In pratica: si può “vedere” come una molecola si comporterà dentro una proteina prima ancora di sintetizzarla in laboratorio.

Le proiezioni sono ambiziose. Entro il 2030-2035, la meccanica quantistica e il calcolo quantistico potrebbero consentire la scoperta di nuove indicazioni terapeutiche, facilitare il riutilizzo di farmaci esistenti e sviluppare terapie di precisione per malattie rare oggi prive di cure.

Una frontiera ancora aperta

Le tecnologie quantistiche, un tempo confinate nei laboratori accademici, vengono oggi testate nella modellazione finanziaria, nei sistemi di navigazione, nella crittografia e nella scoperta di farmaci. Il divario tra ciò che la scienza sa fare e ciò che il pubblico comprende è ancora molto ampio: è esattamente quello che il World Quantum Day prova a colmare.

Max Planck formulò la sua costante nel 1900 cercando di risolvere un problema di fisica teorica. Non immaginava che quel numero avrebbe un giorno guidato un laser oftalmico, delineato un tumore o contribuito a disegnare la molecola di un antibiotico. La fisica quantistica non è il futuro della medicina. Per molti versi, è già il presente.