Фотосинтез – процесс с квантовой природой

Исследователи обнаружили очередное доказательство того, что процесс протекания фотосинтеза с точки зрения физики невозможно объяснить только лишь с помощью ее классических законов. Более того, ученые нашли свидетельства квантового характера данного феномена.

Специальные вибрационные движения хромофоров, то есть «световых антенн», помогают переносу энергии в так называемых макромолекулах фотосинтезирующего комплекса. Выяснилось, что физические свойства каких-то вибраций нельзя определить с помощью классических законов науки, и более того, применение принципов квантовой физики в этом случае повышает эффективность переноса энергии, говорит Александра Олайя-Кастро, Университетский колледж Лондона.

Авторы статьи решили определить, какие процессы оказывают влияние на перенос энергии в хромофорах с помощью особой математической модели, которая описывала поведение этих молекул. Изменяя параметры данной модели и физические процессы, которые управляют свойствами хромофоров, ученые пытались выяснить, участвуют ли в их работе только лишь «классические» законы науки, или в нее „вмешивается" и сама квантовая механика.

Полученные результаты работы модели оказались весьма близкими к экспериментальным данным в тех случаях, если какая-то часть хромофоров находится в состояниях, которые невозможно описать с помощью классической физической науки. Этот факт, как полагают ученые, говорит о квантовом характере фотосинтеза. Специалисты предлагают продолжить наблюдения за подобными вибрациями, что поможет подтвердить наличие особого «квантового двигателя» в листьях растений.