Квантовая сцепленность в фотосинтезе и эволюции

Недавно ученые дискутировали по поводу необычного квантово-механического эффекта.

Причем эффект наблюдается в наиболее распространенных и естественных из явлений, включая фотосинтез — процесс, с которым живые организмы преобразуют солнечный свет в химическую энергию.

Физики предположили, что квантовая сцепленность (квантовая взаимосвязь двух или более объектов, таких как фотоны, электроны или атомы, которые физически располагаются далеко друг от друга) может наблюдаться в фотосинтетических комплексах растений, особенно в пигментных молекулах или хромофорах.

Квантовые эффекты могут объяснить, почему преобразование света в энергию столь эффективно (порядка 95% и более).

В статье, опубликованной в издании Journal of Chemical Physics, эти идеи протестированы на новом компьютерном симуляторе передачи энергии в фотосинтетическом реакционном центре.

С помощью моделирования профессор Шол Мукамел (Shaul Mukamel) и старший научный сотрудник Дариус Абрамавициус (Darius Abramavicius) из Калифорнийского университета в Ирвине показали, что долгосрочная квантовая когерентность (последовательность) — это «существенный компонент квантового хранения и использования информации», сказал Мукамел.

Между хромофорами этот процесс возможен даже при комнатной температуре, что может серьезно повлиять на эффективность поглощения света.

Если существование таких эффектов можно доказать экспериментально, то понимание квантовой передачи энергии и путей разделения зарядов может помочь при разработке солнечных ячеек, идея которых заимствована у самой природы.

23.07.2010