Раскрыты квантовые секреты фотосинтеза

Ученые из Калифорнийского университета и национальной лаборатории Лоуренса в Беркли выяснили, какие квантовомеханические эффекты позволяют растениям и цианобактериям конвертировать солнечный свет в химическую энергию почти со 100-процентной эффективностью и практически мгновенно.

Ученые из Калифорнийского университета и национальной лаборатории Лоуренса в Беркли выяснили, какие квантовомеханические эффекты позволяют растениям и цианобактериям конвертировать солнечный свет в химическую энергию почти со 100-процентной эффективностью и практически мгновенно.

Группа ученых под руководством проф. Грэхама Флеминга (Graham Fleming) из Калифорнийского университета в Беркли разработала метод двумерной электронной спектроскопии, с помощью которого ученым удалось с фемтосекундным временным разрешением отследить процесс переноса молекулярными комплексами энергии возбуждений, индуцированных светом. Образец фотосинтетического белка (FMO) зеленой серной бактерии последовательно облучался фемтосекундными импульсами излучения, генерируемыми тремя лазерами. Четвертый лазер использовался в качестве локального осциллятора для усиления и детектирования результирующего спектроскопического сигнала, возникающего при передаче энергии возбуждений, индуцированных лазерным излучением, от одной молекулы к другой. Результаты проведенного исследования подтвердили предположение ученых, что сильная электронная когерентность играет важную роль в процессе переноса энергии. В ходе эксперимента ученые зафиксировали «квантовые биения» — когерентные электронные осцилляции в молекулах-донорах и молекулах-акцепторах, генерируемые энергетическими возбуждениями. Эти осцилляции, интерферируя, приводят к волнообразному распространению энергии, благодаря которому энергия может передаваться наиболее эффективным способом, сообщается в пресс-релизе Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли. Теперь ученые планирую выяснить, какое влияние может оказывать изменение температуры на процесс переноса энергии.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.