Ανάγνωση δυνατά Οι δυσδιάκριτες λεπίδες ενός λιβαδιού χόρτου είναι κατά κάποιον τρόπο τίποτα περισσότερο από έναν τεράστιο κβαντικό υπολογιστή. Οι ερευνητές στις ΗΠΑ το ανακάλυψαν μελετώντας την ενεργειακή δομή των μορίων της χλωροφύλλης. Έτσι, τα επίπεδα ηλεκτρονικής ενέργειας στα γειτονικά μόρια είναι κβαντικά μηχανικά συζευγμένα το ένα με το άλλο, όπως και τα QBits σε κβαντικούς υπολογιστές. Σύμφωνα με τη μελέτη, αυτή η σύζευξη βρίσκεται πίσω από την εξαιρετικά υψηλή απόδοση της φωτοσύνθεσης σε σύγκριση με τα ηλιακά κύτταρα. Η μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα και του νερού σε οργανικούς υδρογονάνθρακες υψηλής ενέργειας καθίσταται δυνατή με τη σύλληψη της ηλιακής ενέργειας χρησιμοποιώντας μόρια χλωροφύλλης. Σε αυτήν την περίπτωση, η ενέργεια των παγιδευμένων φωτονίων προωθείται από μια δισδιάστατη, σύμφωνη με την κεραία σύνθετη διάταξη των πυκνά συσκευασμένων μορίων σε ένα μεταλλικό κέντρο αντίδρασης, όπου λαμβάνει χώρα η πραγματική χημική αντίδραση.

Η υψηλή απόδοση πάνω από το 95% αυτής της ενεργειακής μετατροπής σχετίζεται με το γεγονός ότι η συλληφθείσα ενέργεια φωτονίων βρίσκει τον δρόμο της στο κέντρο αντίδρασης σε χρόνο μηδέν. Ο Gregory Engel και οι συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϊ ανακάλυψαν τώρα γιατί συμβαίνει αυτό. Η μελέτη ενός συμπλέγματος κεραίας που χρησιμοποιεί φασματοσκοπία ηλεκτρονίων δείχνει ότι η ενέργεια δεν μεταφέρεται σε τυχαία διαδρομή μέσω του συγκροτήματος κεραίας, αλλά βρίσκει τον ταχύτερο δυνατό τρόπο. Αυτό έχει μεγάλη σημασία, καθώς οι ενεργητικές προτάσεις είναι σχετικά βραχύβιες.

Σύμφωνα με τον Ένγκελ, τα επίπεδα της ηλεκτρονικής ενέργειας των μορίων του συμπλέγματος είναι κβαντικά μηχανικά συζευγμένα μεταξύ τους σε μεγάλες περιοχές. Αυτό είναι παρόμοιο με τη σύζευξη των δυαδικών ψηφίων σε κβαντικούς υπολογιστές; και πώς μπορεί να ανιχνευθεί η κατάσταση ολόκληρου του συμπλόκου από την απόκριση ενός μορίου.

Με αυτόν τον τρόπο, ένα μόριο που διεγείρεται από ένα παγιδευμένο φωτόνιο μπορεί να περάσει την ενέργεια του στο κέντρο αντίδρασης με τη συντομότερη διαδρομή, σύμφωνα με τους ερευνητές. Ωστόσο, έχουν πραγματοποιήσει μόνο το πείραμά τους σε χαμηλή θερμοκρασία 77 Kelvin. Εάν η κβαντομηχανική σύζευξη διατηρείται σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, πρέπει να ελέγξουν περαιτέρω την μελέτη. επίδειξη

Gregory Engel (Πανεπιστήμιο του Berkeley) και συνεργάτες: Nature, τόμος 446, σελ. 782 Stefan Maier

© science.de

Συνιστάται Επιλογή Συντάκτη