Ученые узнали, с чего начинается фотосинтез

Американская группа исследователей по квантовой оптике и биологии узнала, что одного фотона — самой маленькой частицы света — достаточно, чтобы запустить процесс фотосинтеза.

Свое исследование они опубликовали в научном журнале Nature.

Оно поможет лучше понять пересечение квантовой физики с широким диапазоном сложных биологических, химических и физических систем, в частности в области изучения возобновляемых видов топлива.

Ученые исследовали фотосинтез у пурпурной бактерии Rhodobacter sphaeroides и перенесли этот опыт на все растения и водоросли, поскольку они имеют общего эволюционного предка, который начал фотосинтезировать.

Молекулы хлорофилла получают фотоны от Солнца, где возбуждается электрон хлорофилла, перепрыгивая на различные молекулы, чтобы образовать строительные блоки сахара, питая растения и высвобождая кислород.

Используя специальные инструменты, исследователи создали источник фотонов, который образовывал пару фотонов из одного фотона более высокой энергии посредством спонтанного параметрического преобразования. Во время импульса за первым фотоном, который называли «вестником», наблюдали с помощью высокочувствительного детектора — сигнализировал о прибытии фотона-партнера, который взаимодействовал с молекулами в лабораторном образце пурпурных бактерий.

Команда ученых использовала модель распределения вероятностей и компьютерный алгоритм, чтобы проанализировать более 17,7 миллиарда событий обнаружения фотонов-вестников и 1,6 миллиона событий обнаружения флуоресцентных фотонов. Тщательный анализ показал, что начало фотосинтеза было вызвано поглощением одного фотона, и никакие другие факторы не могли повлиять на это.

Поддерживайте «Громадське радио» на Patreon, а также устанавливайте наше приложение:

если у вас Android

если у вас iOS