Kvantemekanikk avslører hemmeligheter av fotosyntesen i planter!

Kvantemekanikk avslører hemmeligheter av fotosyntesen i planter!

München, Deutschland - Fotosyntese, en sentral naturprosess, gjør det mulig for planter og andre organismer å konvertere sollys til kjemisk energi. Denne effektive energikonverteringen er avgjørende for livet på jorden og viser en bemerkelsesverdig effektivitet som kan oppnå over 99 prosent, spesielt i de første trinnene i prosessen. I en fersk undersøkelse av Technical University of München (TUM) blir rollen som kvantemekaniske effekter undersøkt i denne komplekse mekanismen. Forskerteamet under ledelse av Erika Keil og prof. Jürgen Hauer anser det som viktig å forstå de kvantemekaniske prosessene som kjører når solen blir fanget for å forklare effektiviteten til fotosyntesen og muligens reprodusere.
Forskerne har funnet at lysabsorpsjonen i blader fører til elektroniske forslag som er fordelt over flere forhold. Dette fenomenet, kjent som en superposisjon, er den første fasen av en praktisk tapsfri energioverføring i molekylene. Resultatene fra denne studien underbygger den sentrale rollen til kvantemekanikk i biologiske systemer, slik som kan observeres i fotosyntesen.

Ny innsikt i energikonverteringen

Målet med moderne vitenskap inkluderer kopien av denne biologiske prosessen med syntetiske katalysatorer for å utvikle solcellepowered drivstoff. De grunnleggende spørsmålene om konvertering av sollys til elektronstrømmen, som driver kjemiske reaksjoner, avklarer ikke hva som understreker presserende forskningen.

Kvantemekanikk i biologisk forskning

Forskere fra University of Tübingen er også aktive for å undersøke om bakterier og blader bruker kvantemekaniske effekter for fotosyntese. Prosjektet ditt "A Quantum Beat for Life", finansiert av Volkswagen Foundation, har som mål å observere kvantemekaniske effekter i levende cyanobakterier. Disse undersøkelsene bruker en Fabry Pérot -mikroresonator som består av to parallelle sølvspeil og hvor tilbakemeldingene til det uttalte lyset kan forbedre samarbeidet med pigmentene.
Et bevis på "omfattende kvanteatferd" i levende organismer ville være et viktig vitenskapelig gjennombrudd og kan utvide forståelsen av evolusjonen og de grunnleggende livsprinsippene.

Interaksjonen mellom kvantemekaniske prosesser og organisk funksjon har potensial til å inspirere innovative løsninger for utvikling av effektive energitransformatorer. Slike funn kan bidra til å håndtere utfordringene med moderne energikonvertering og lagring og å utdype kunnskapen om livet selv.