Квантовая биология? Вибрации повышают эффективность фотосинтеза
Процесс фотосинтеза очень важен для производства солнечных батарей. Методы разделения заряда помогут создать аналогичные в искусственных системах. Вибрация в молекуле создает эхо при спектроскопии.
С помощью фотосинтеза растения и некоторые виды бактерий превращают солнечный свет, воду и углекислый газ в подпитку для своей жизнедеятельности, одновременно насыщая атмосферу кислородом, необходимым другим организмам.
Фотосинтез (ФС) – наиважнейший биохимический процесс на Земле, который ученые, тем не менее, не до конца понимают. Открытия в области квантовой биологии могут позволить инженерам при построении более эффективных солнечных батарей.
Американские биологи в своей новой работе сумели определить молекулярные вибрации, которые облегчают процесс разделения заряда – высвобождение электронов из атомов в первоначальной стадии ФС.
Как биологические, так и искусственные системы поглощают энергию света и используют ее при разделении заряда. В природном фотосинтезе с помощью такого разделения производится биохимическая энергия. Используя те же методы разделения в искусственных системах, мы хотим использовать процесс разделения заряда для производства электроэнергии или биотоплива.
– Дженнифер Огилви, Мичиганский университет
Огилви и ее группа разработали эксперимент с использованием сверхкоротких лазерных импульсов, которые по скорости могут сравняться с быстротой разделения заряда. С их помощью им удалось проследить, как развивается процесс фотосинтеза в режиме реального времени.
В качестве объекта исследования был выбраны листья шпината. Ученым удалось с помощью лазерных импульсов возбудить фотосистему II, а затем изучить полученные сигналы. В этих сигналах были, в числе прочего, записаны длительные эхо-отзвуки, которые указали ученым на специфические молекулярные колебания. Причиной тому – вибрация в молекуле, происходящая во время разделения заряда.
В частности, ученым удалось определить, что если разрывы в энергетических уровнях близки к частоте молекулярных вибраций, разделение заряда происходит с повышенной интенсивностью.
Это открытие может помочь при разработке новых искусственных материалов, обладающих схожими колебательными и электронными свойствами, что позволит значительно повысить процесс разделения заряда.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии