Физики подтвердили квантовый характер фотосинтеза у растений

Британские теоретики обнаружили очередное свидетельство того, что процесс фотосинтеза с точки зрения физики нельзя объяснить только лишь при помощи ее классических законов, что говорит о квантовом характере этого феномена, и опубликовали свои выводы в статье в журнале Nature Communications.

«Особые вибрационные движения хромофоров, «световых антенн», содействуют переносу энергии в макромолекулах фотосинтезирующего комплекса. Мы обнаружили, что физические свойства некоторых таких вибраций нельзя описать при помощи классических законов физики, и более того, использование принципов квантовой физики в данном случае увеличивает эффективность переноса энергии", — заявила Александра Олайя-Кастро из университетского колледжа Лондона (Великобритания), чьи слова приводит пресс-служба колледжа.

Олайя-Кастро и ее коллеги изучили данные по структуре и функциям отдельных элементов комплекса фотосинтеза в клетках растений, полученные в последние годы. Их заинтересовала работа так называемых хромофоров, которые представляют собой особые пигментные молекулы, поглощающие фотоны и передающие их энергию в остальные части системы фотосинтеза.

Авторы статьи попытались определить, какие процессы влияют на перенос энергии в хромофорах при помощи математической модели, которая описывала поведение этих молекул. Меняя параметры модели и физические процессы, управлявшие свойствами хромофоров, физики пытались понять, участвуют ли в их работе исключительно «классические» законы физики, или в нее «вмешивается» и квантовая механика. Оказалось, что результаты работы модели были наиболее близкими к экспериментальным данным в тех случаях, если часть хромофоров находится в состояниях, которые нельзя описать при помощи классической физики. Данный факт, как полагают исследователи, говорит о квантовом характере фотосинтеза. Поэтому ученые предлагают пронаблюдать за такими вибрациями, что может помочь подтвердить наличие «квантового двигателя» в листьях растений на практике.

Источник