È stato mostrato che l’irradiazione di una soluzione fisiologica con onde elettromagnetiche nel range delle microonde (non-termiche) modifica la capacità della soluzione di influenzare l’apertura e chiusura dei canali ionici di membrana. Anche dopo la fine del periodo di irradiazione, l’acqua mantiene le proprietà acquisite [Fesenko and Gluvstein, 1995; Fesenko et al., 1995]. Ciò suggerisce che gli effetti dei campi elettromagnetici sulle strutture biologiche potrebbero essere mediati da modificazioni nella strutturazione del solvente (in questo caso, acqua). Gli autori citati parlano esplicitamente di un fenomeno di "memoria" elettromagnetica dell’acqua.
Un gruppo di fisici dell’Istituto di Fisica Nucleare di Milano (E. Del Giudice, G. Preparata e collaboratori) sta portando avanti da diversi anni la formulazione di un modello descrittivo della fisica dell’acqua allo stato liquido [Del Giudice et al., 1988b; Del Giudice, 1990; Del Giudice et al., 1995; Arani et al., 1995; Del Giudice and Preparata, 1995; Del Giudice, 1997]. I loro studi entrano in quella che è l’organizzazione della materia condensata e toccano il problema della cosiddetta "memoria dell’acqua".
Tutta la fisica dell’Ottocento e del Novecento si è strutturata attorno al problema dei componenti elementari della materia (atomi, molecole, elettroni, protoni, quark, ecc.). La definizione delle parti dell’atomo ha posto subito in rilievo il problema della loro interazione, che è di sempre maggiore rilevanza quanto più si scende nella scala delle grandezze. In altre parole, mentre un atomo o una molecola possono essere certamente descritti come entità isolate, i quark non hanno vita individuale ma sono in continuo scambio e rapidissima riorganizzazione. L’organizzazione "sociale" delle componenti della materia assume però una sua importanza a tutte le scale dimensionali, perché processi di interazione avvengono continuamente e generano di conseguenza delle "strutture" spazio-temporali.
Si è visto che le molecole d’acqua sono dei dipoli elettrici. Il contributo del piccolo campo elettromagnetico di ciascuna molecola alle dinamiche dell’acqua è trascurabile in termini quantitativi se l’interazione tra molecole è vista come una somma di interazioni binarie molecola-molecola. Tuttavia, quando un gran numero di elementi (molecole) interagisce attraverso il campo elettromagnetico, oltre una certa densità il cui valore dipende dalla lunghezza d’onda del campo elettromagnetico, il sistema si situa in una configurazione in cui la maggior parte delle molecole oscillano coerentemente, tenute in fase dal campo stesso.
Secondo la teoria esposta da Del Giudice e Preparata, atomi e campo elettromagnetico oscillano in fase e tale accoppiamento è tanto maggiore quanto maggiore è la densità della materia. Il motivo di tale comportamento sta essenzialmente nel fatto che, mentre per fare oscillare un atomo o un campo elettromagnetico serve dell’energia, quando i due elementi entrano in relazione di sincronia, si genera un’energia attrattiva, che costituisce un guadagno di energia per il sistema intero. Il fenomeno dipende molto dalla temperatura. Così avviene nell’acqua quando da vapore diventa liquida, sotto i 100 °C. Nonostante la fortissima agitazione termica, si ha un brusco e massiccio fenomeno attrattivo tra le molecole, che non si spiega solo con l’esistenza del legame idrogeno che unisce due molecole vicine. La condensazione necessita dell’interazione mediata dal campo elettromagnetico radiante, visto come un "messaggero a lungo raggio" che porta ordine nel moto vibratorio delle molecole. Questo fenomeno è detto "superradianza" e consiste praticamente in una oscillazione all’unisono nel tempo in un certo spazio (corrispondente a metà della lunghezza d’onda) di un gran numero (si calcola 1015) di molecole di acqua.
In questo modo la materia si organizza in domini di coerenza al cui interno c’è un campo elettromagnetico che non viene irradiato, perché, se lo fosse, perderebbe energia, mentre questo stato è quello di minore energia possibile. La teoria di Del Giudice e Preparata (di cui si fornisce una libera interpretazione in figura 24) prevede che i gruppi di molecole che si muovono coerentemente siano mantenuti in regime di superradianza per effetto del campo elettromagnetico (che, come si è visto, controlla significative distanze). Nell’acqua liquida, perciò, si creerebbe un equilibrio dinamico per cui, ad una data temperatura, alcune molecole dell’acqua restano organizzate, mentre altre si disorganizzano e rimangono come molecole singole nella "intercapedine" tra i gruppi di molecole (domìni) che sono in fase di superradianza. Lo spessore dell’intercapedine è tanto più ampio quanto maggiore è la temperatura.
Secondo gli autori citati, all’interno della fase coerente l’entropia sarebbe pressoché zero, e le proprietà termiche e di solvatazione dell’acqua sarebbero dipendenti solo dalla fase fluida (simil-gassosa). Inoltre, i domìni di superradianza, che a loro volta possono ruotare ad una certa frequenza, possono interagire tra loro, in un gioco di coerenza superiore, una coerenza tra domìni di coerenza.
Ora ci si deve chiedere come un simile modello possa essere la base per un trasferimento di qualche tipo di informazione: ciò sarebbe possibile se la vibrazione elettromagnetica coerente potesse essere influenzata, modulata, da forze chimiche o fisiche esterne, in modo da assumere una certa frequenza e poter entrare in qualche modo in comunicazione con altri sistemi chimici, fisici o biologici. Questa ipotetica proprietà dell’acqua è sostenuta dal modello secondo cui essa è assimilabile ad un laser a dipoli elettrici liberi. In tale tipo di laser, un campo ondulatorio induce in un fascio di elettroni liberi un dipolo elettrico oscillante, trasversale al loro movimento, che si accoppia alla radiazione elettromagnetica vibrando coerentemente ad essa [Del Giudice et al., 1988b].
Dato il fenomeno della interazione collettiva, non è necessario postulare un campo elettrico molto forte, in quanto sarebbe sufficiente la piccola perturbazione elettrica attorno ad una macromolecola con momento dipolare, o il campo presente sulla superficie di un aggregato colloidale. Attorno a tali macromolecole presenti nell’acqua, si potrebbe quindi generare un dominio macroscopico formato dalla superradianza dell’acqua. Il numero di frequenze che possono eccitare le vibrazioni delle molecole d’acqua e dei domini di superradianza è enormemente alto: "un dominio di coerenza dell’acqua rotante può assumere pressoché tutte le frequenze e quindi può simulare tutte le voci" [Del Giudice, 1997].
Si potrebbe allora sostenere che una certa macromolecola, sciolta nell’acqua, svolga la funzione di catalizzatore (in senso lato) dell’eccitazione del campo di vibrazione del dominio di superradianza. Essa sarebbe da vedere come un’antenna, che lancia un messaggio, una certa frequenza, che fa ruotare i domini di superradianza alla propria frequenza. Il moto coerente dei domìni di superradianza non è perturbato dalla temperatura (diversamente da ciò che avviene nelle molecole libere dell’intercapedine), grazie alle loro dimensioni. Perciò, esiste una stabilità degli stati eccitati di questi domini, che coincide col concetto di "memoria". La memoria non è quindi una caratteristica delle singole molecole, ma di enormi blocchi di molecole che nel loro moto coerente simulano la frequenza vibratoria di altre molecole o di campi elettromagnetici.
A questo punto, è intuitiva quella che potrebbe essere l’importanza di simili fenomeni nell’organizzazione biologica. La figura 25 cerca di rappresentare in modo didattico tale problematica in riferimento alle possibili vie con cui l’informazione biologica influisce sui recettori cellulari nella trasmissione del segnale.
Mentre la visione classica della biologia molecolare (a sinistra nella figura) implica l’ingresso di una molecola-segnale in un’apposita tasca del recettore e mentre la biofisica classica (a destra nella figura) dimostra che i recettori sono sensibili anche ai campi elettromagnetici, la superradianza si potrebbe collocare in una situazione "intermedia": la molecola segnale "informa" il dominio di coerenza dell’acqua trasmettendogli una certa frequenza oscillatoria; a sua volta il dominio di coerenza modulerebbe i recettori e quindi avrebbe influsso sui successivi eventi della trasduzione del segnale.
Per quanto a questo punto sia opportuno ricordare che allo stato attuale delle conoscenze le teorie su esposte sono ancora in attesa di una convincente conferma sperimentale (ad esempio che dimostri con mezzi chimici o fisici l’esistenza dei postulati domini di superradianza), si può sottolineare come la moderna fisica quantistica non esclude che l’acqua abbia proprietà finora sconosciute e che sono in qualche modo compatibili con le osservazioni empiriche sopra citate [Fesenko et al. 1995] e con le teorie proposte tradizionalmente dall’omeopatia [Del Giudice, 1990; Schulte, 1994], su cui si ritornerà nell’ultima parte di questo testo.
