Ученые впервые наблюдали квантовые эффекты при фотосинтезе
Logo
Cover

Исследователи из Гронингенского университета (Нидерланды) установили, что молекулы серобактерий, проявляют те же квантовые эффекты, что и неживая материя. Это первый случай, когда квантовые эффекты найдены в существующей биологической системе, участвующей в фотосинтезе, указывает Science Daily

Последние несколько лет разные ученые спорили о том, можно ли наблюдать квантовые эффекты в биологических системах. Другими словами, могут ли молекулы таких систем содержать электроны, которые находятся сразу в двух квантовых состояниях до тех пор, пока их не обнаружат.

Ученые и раньше получали сигналы, свидетельствующие о существовании светособирающих молекул, способных находиться сразу в двух квантовых состояниях. Это подтверждало наличие квантовых эффектов, но длительность возбужденного состояния не совпадала с теорией, поэтому споры продолжались.

Позднее команде из Нидерландов и вовсе удалось доказать, что гипотеза предшественников была полностью ошибочной. Ранние исследователи наблюдали обычное колебание молекул, а не квантовые эффекты, заверили они.

Но поиски продолжились. Глава исследования физик-теоретик Томас Янсен задался вопросом о том, можно ли наблюдать ситуацию Кота Шредингера в биологической системе. Ответ решили искать в зеленых серобактериях, способных к сбору света.

Ученые использовали свет различной поляризации, чтобы провести измерения. Дело в том, что у этих серобактерий есть механизм фотосинтеза, обеспечиваемый семью светочувствительными молекулами. Облучение этих молекул, а затем применение спектроскопии для регистрации сигналов показало наличие квантовых эффектов. Один фотон вызывал возбужденное квантовое состояние сразу у двух молекул одновременно, получалась суперпозиция, как раз свойственная квантовой теории. Таким образом, удалось наблюдать наличие квантовых эффектов в биологической системе.

Открытие должно помочь в развитии квантовых компьютеров и увеличении эффективности солнечных панелей, считают исследователи.