Fuente de la imagen: Cyril Frecillon/Fototeca CNRS
Martin Karpels fue un químico teórico que se propuso explorar los fundamentos de su materia, pero siempre con la vista puesta en las aplicaciones más amplias posibles en el mundo real. Explotó el potencial de las computadoras para simular interacciones entre moléculas a escalas representadas tanto por la física clásica como por la mecánica cuántica. Sus simulaciones de sistemas biológicos complejos revelaron los detalles atómicos de cómo funcionan las moléculas grandes, como las proteínas. Desde sus inicios en la década de 1970, los métodos teóricos desarrollados por Karplus y otros se han ampliado y aplicado enormemente en biología, química, física química y biofísica. El Premio Nobel de Química de 2013 fue otorgado a Karplus, Aryeh Warshel y Michael Levitt por su desarrollo de métodos multiescala. Karplus murió a la edad de 94 años.
Karplus nació en Viena en una familia con una larga trayectoria de científicos, médicos y psiquiatras. En 1938, huyeron del régimen nazi y finalmente se establecieron en el área de Boston, Massachusetts. En la escuela secundaria, desarrolló una curiosidad por la biología, alimentada por su interés en la observación de aves, que incluyó una excursión a Alaska. Publicó su primer artículo sobre ornitología en 1947, cuando tenía 17 años. Ese mismo año ganó el premio Westinghouse National Science Talent Search con un proyecto sobre la vida de las alcas en la costa este de Estados Unidos.
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Mientras estudiaba en la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, abandonó su plan inicial de estudiar medicina y, en cambio, obtuvo títulos en química y física en 1951. Deseoso de realizar investigaciones sobre las bases moleculares de la vida, Karpels fue al Instituto de Física de California. Technology en Pasadena, donde aplicó el enfoque de la mecánica cuántica a los enlaces de hidrógeno para su doctorado, bajo la supervisión de Linus Pauling.
Durante dos años en la Universidad de Oxford en el Reino Unido, Karplus se interesó en estudiar las bases teóricas de la resonancia magnética nuclear (RMN) aplicada a la química. En 1955, se incorporó a la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (UIUC), que tenía un programa experimental de resonancia magnética nuclear. Realizó su importante investigación en mecánica cuántica, que condujo a lo que ahora se llama la ecuación de Karplus. Esta ecuación utiliza datos de experimentos de RMN para describir cómo el tamaño de los espines nucleares de grupos particulares de átomos se relaciona con sus relaciones espaciales entre sí. Esta ecuación proporciona información sobre la estructura de sustancias químicas que van desde pequeñas moléculas orgánicas hasta macromoléculas, y se utiliza hasta el día de hoy para determinar la estructura de proteínas, ácidos nucleicos y carbohidratos.
Un traslado al Laboratorio Científico Watson de IBM en la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York en 1960 le dio a Karplus acceso a las mejores supercomputadoras científicas disponibles en ese momento. Comenzó con estudios sobre la cinética de reacciones químicas e investigó la reacción simple H + H.2 Utilizando las ecuaciones de movimiento clásicas de Newton. Estos esfuerzos son casi una década anteriores a los estudios de mecánica cuántica sobre este sistema, lo que demuestra el poder de métodos clásicos más aproximados en el campo de la química teórica.