【量子的振動是基本到光合作用，說物理學家】

明道

【量子的振動是基本到光合作用，說物理學家】

 

量子力學中的行動

在英國的物理學家聲稱毫不含糊地表明光合作用的效率高至少部分由一種純粹量子力學現象。

他們的工作可能導致其他量子過程在生物學中，發現或説明中新的和更好的收穫太陽能技術的發展。

可以說是地球上最重要的化學反應，光合作用使植物利用太陽光通過二氧化碳和水轉化為能源豐富碳水化合物。大多數情況下，這發生在葉綠素的分子，這樣鄰近的分子有不同能量水準排列。

當光線照在這些分子之一時，一個電子是短暫地興奮之前將它的能量傳遞給附近的分子稍有級別較低的能源。

這種方式，能量可以流"下坡"從高能級的能量水準，通過不同的路線，直到它到達實際光合作用反應中心。

科學家們此前認為能源移動下坡中隨機游走 — — 非相干"跳躍"之間能量水準。

但這種機制並不能解釋如何太陽的能量如此迅速地轉移到一個反應中心，使光合作用著手的 95%或更多的能源效率。

近年來，各種理論和實驗研究建議，量子力學的波狀的方式運送能源發揮了作用。

但對於所有的結果，一種基於經典物理學解釋可能從來沒有被排除了，亞歷山卓奧拉亞-卡斯楚和Edward O'Reilly的大學學院倫敦 (UCL) 在英國。

量子的振動

奧拉亞卡斯楚和 O'Reilly 聲稱，所做的生色團 — — 葉綠素等膚色生產分子的振動運動理論研究發現了量子效應的第一次明確證據。

研究人員從量子光學領域哪裡專科技術已經為表徵光的量子機械性質，吸取靈感表明吸收的太陽光的光子會生成電子激發，其中能源匹配兩個生色團集體振動。

只要此振動的能量大於周圍的熱能量，研究者說，然後量子的能量可以從一個發色團被交換到另。

奧拉亞卡斯楚和 O'Reilly 就知道這種能量交換是純粹量子效應，當他們試圖繪製概率分佈的波動所佔用的振動模式和發現這些差異太小，允許一個經典的描述。奧賴利說："這毫不含糊地表明所描述的現象有沒有經典的類比"。

我很高興看到出版了這份檔 — — 這是一個突破，說，葛列格里斯科爾斯，多倫多大學的化學家研究光合作用的量子效應。

一直在文學和最近關於振動 — — 哪些 [我們] 之間的相互作用的會議上辯論的很多假設賦予只古典的影響 — — 與光收穫電子連貫。這項新工作需要辯論到一個新水準通過顯示它正是這之間的相互作用，使得系統功能量子機械!

"非平凡的量子效應"

斯科爾斯將 UCL 工作"點方式"添加到直接檢測的量子效應的簽名的實驗。

此外，奧拉亞卡斯楚說： 這種量子簽名可能不只找到在光合作用中: 特定振動運動也被認為是所涉及的其他生物的進程，例如視覺、 嗅覺和酶的反應。"我們的研究結果顯示動態的仔細檢查和其激發態的分子這些 '好振動' 波動可以基準非平凡量子效應在生物學中的一項共同原則，"她補充道。

光合作用的理解是特別重要的然而，由於需要開發利用太陽能的方法。

在生物學中的量子效應的研究可能提供寶貴的見解如何實現穩健、 量子增強能量轉移，奧拉亞卡斯楚說。

研究述性質通信.

關於作者

喬恩 · 卡特賴特是在英國布里斯托爾的自由撰稿人

 

引用：http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2014%2Fjan%2F22%2Fquantized-vibrations-are-essential-to-photosynthesis-say-physicists