Kvantová fotosyntéza

Martin Tůma  |  Věda

Svět je dobře zařízen. Co jeden organismus vylučuje, to druhému slouží jako potrava. Živočichové vydechují kysličník uhličitý a rostliny jej pomocí fotosyntézy přeměňují na kyslík. Uhlík použijí ke své výživě a kyslík vyloučí jako odpad.

Vědci už dlouho bádají nad tím, jak přesně fotosyntéza funguje. Velmi dobře již po chemické stránce dokáží popsat tento proces u bakterií, ale pořád jim unikalo, jak vlastně dojde k přenosu energie, jak se ten foton ze slunečního světla dostane dovnitř a předá svoji energii.

Graham Flemming a jeho tým z Berkeley Lab dokázali pozorovat fotosyntézu na proteinu FMO elektronovou spektroskopií po jednotlivých femtosekundách (femto je 10e-15) na úrovni dějů v jednotlivých molekulách látky. Protein FMO je taková anténa, která zachycuje světlo a převádí jej na energii nutnou pro fotosyntézu.

Felimnův tým učinil šokující objev. Fotosyntéza funguje díky elektronové oscilaci, kvantově provázané mezi vstupem a výstupem proteinu FMO na vzdálenost 30 angstromu (1 angstrom odpovídá průměru atomu vodíku). Doposud podobné jevy pozorovali vědci pouze při velmi nízkých teplotách v přísně nastavených laboratorních podmínkách, ale rostliny to dokáží za širokého rozsahu teplot samy od sebe.

Vzdálenost, na kterou dochází ke kvantové provázanosti může být u rostlin mnohem větší, protože jsou složitější a fotosyntézu zajišťují komplexnější molekuly. Přenos energie ze slunečního záření je okamžitý a bezztrátový, navíc dokáže automaticky najít vhodného příjemce uvnitř buňky. Objev fungování fotosyntézy na kvantové úrovni nám otevírá cestu k novým solárním článkům i dalším aplikacím.

Zdroje:
http://cs.wikipedia.org/…synt%C3%A9za
http://newscenter.lbl.gov/…ntanglement/

Nejčtenější