211service.com
Pirmasis įsipainiojimo į fotosintezę įrodymas
Fizikus žavi susipainiojimas, keistas kvantinis reiškinys, kai skirtingi objektai turi tą patį egzistavimą, nepaisant atstumo tarp jų. Tačiau, siekdami ištirti ir išnaudoti informacijos apdorojimo įsipainiojimą, fizikai pastebėjo, kad jis trapus ir lengvai sunaikinamas. Atrodo, kad šis pažeidžiamumas labai riboja, kaip kada nors būtų galima panaudoti susipainiojimą.
Tačiau iš kitų tipų eksperimentų pradeda ryškėti naujas, tvirtesnis susipainiojimo veidas. Pavyzdžiui, fizikai neseniai aptiko įsipainiojimo požymį birių medžiagų šiluminėse būsenose esant žemai temperatūrai. Tai turi didžiulį poveikį biologinėms sistemoms: jei įsipainiojimas yra tvirtesnis, nei manėme, kokį vaidmenį jis gali atlikti gyvuose daiktuose?
Dabar mes pradedame išsiaiškinti. Pirmajame griežtame kiekybiškai įvertinus įsipainiojimą į biologinę sistemą, pradeda ryškėti atsakymas. Įvairių Berklio Kalifornijos institucijų mokslininkai parodė, kad fotosintezėje dalyvaujančios molekulės gali likti įsipainiojusios net esant įprastoms atmosferos temperatūroms.
Įrodymai gaunami atlikus išsamų šviesai jautrių molekulių, vadinamų chromoforu, kurie surenka šviesą fotosintezės metu, tyrimą.
Įvairūs tyrimai parodė, kad šviesos derliaus nuėmimo kompleksuose chromoforai gali dalytis nuosekliai delokalizuota elektronine būsena. K. Birgitta Whaley iš Berklio kvantinės informacijos ir skaičiavimo centro ir jo draugai teigia, kad taip gali atsitikti tik susipainiojus chromoforams.
Jie pabrėžia, kad šios molekulės neišnaudoja susipainiojimo. Vietoj to, jo buvimas yra tik elektroninės darnos pasekmė.
Tai didelis teiginys, kuris šiek tiek remiasi netiesioginiais įrodymais. Svarbu gauti šios idėjos patvirtinimą, kad jos taptų populiarios.
Nepaisant to, jei tai teisinga, atradimas turi didžiulę reikšmę. Iš pradžių biologai galėtų pasinaudoti šia sąsaja, kad daug tiksliau išmatuotų, kas vyksta molekulių viduje fotosintezės metu, naudojant įvairius kvantinės metrologijos metodus, kuriuos sukūrė fizikai.
Dar įdomiau yra galimybė, kad šios molekulės gali būti naudojamos kvantinei informacijai apdoroti kambario temperatūroje. Įsivaizduokite fotosintetinius kvantinius kompiuterius!
Be to, yra klausimas, kurio Whaley ir bendradarbiai visiškai vengia. Jei įsipainiojimas vaidina svarbų vaidmenį fotosintezėje, tai kodėl gi ne ir kituose svarbiuose biologiniuose organuose? Ar kas nors galvoja apie organą, kuriame įsipainiojimas galėtų būti naudingas?
Nuoroda: arxiv.org/abs/0905.3787 : Kvantinis įsipainiojimas fotosintezės šviesos surinkimo kompleksuose