Kvantmekanik avslöjar hemligheter för fotosyntes i växter!

Kvantmekanik avslöjar hemligheter för fotosyntes i växter!

München, Deutschland - fotosyntes, en central naturprocess, gör det möjligt för växter och andra organismer att omvandla solljus till kemisk energi. Denna effektiva energikonvertering är avgörande för livet på jorden och visar en anmärkningsvärd effektivitet som kan uppnå över 99 procent, särskilt i de första stegen i processen. I en nyligen genomförd studie av det tekniska universitetet i München (TUM) undersöks kvantmekaniska effekter i denna komplexa mekanism. Forskningsteamet under ledning av Erika Keil och professor Jürgen Hauer anser att det är viktigt att förstå de kvantmekaniska processer som går när solen fångas för att förklara effektiviteten i fotosyntesen och eventuellt reproducera.
Forskarna har funnit att ljusabsorptionen i bladen leder till elektroniska förslag som är fördelade under flera förhållanden. Detta fenomen, känt som en superposition, är det första steget i en praktiskt förlust -fri energiöverföring i molekylerna. Resultaten av denna studie ligger till grund för kvantmekanikens centrala roll i biologiska system, såsom de som kan observeras i fotosyntesen.

Ny insikt i energikonverteringen

Målet med modern vetenskap inkluderar kopia av denna biologiska process med syntetiska katalysatorer för att utveckla soldrivna bränslen. De grundläggande frågorna om omvandling av solljus till elektronflödet, som driver kemiska reaktioner, klargör inte vad som understryker brådskan i denna forskning.

kvantmekanik inom biologisk forskning

Forskare från University of Tübingen är också aktiva för att undersöka om bakterier och blad använder kvantmekaniska effekter för fotosyntes. Ditt projekt "A Quantum Beat for Life", finansierat av Volkswagen Foundation, syftar till att observera kvantmekaniska effekter i levande cyanobakterier. Dessa undersökningar använder en Fabry Pérot -mikroresonator som består av två parallella silverspeglar och där återkopplingen av det uttalade ljuset kan förbättra samarbetet med pigmenten.
Ett bevis på "omfattande kvantbeteende" i levande organismer skulle vara ett viktigt vetenskapligt genombrott och kan utöka förståelsen för evolution och de grundläggande principerna i livet.

Interaktionen mellan kvantmekaniska processer och organisk funktion har potential att inspirera innovativa lösningar för utveckling av effektiva energitransformatorer. Sådana upptäckter kan hjälpa till att hantera utmaningarna med modern energiomvandling och lagring och fördjupa själva kunskapen om livet.