Дослідження: вчені дізналися, з чого починається фотосинтез. Раніше це було загадкою

Американська група дослідників із квантової оптики та біології дізналася, що одного фотона — найменшої частинки світла — достатньо, щоб запустити процес фотосинтезу.Своє дослідження вони опублікували в науковому журналі Nature. Воно допоможе краще зрозуміти перетин квантової фізики в широкому діапазоні складних біологічних, хімічних і фізичних систем, зокрема у сфері вивчення відновлюваних видів палива.Вчені вивчали фотосинтез у пурпурової бактерії Rhodobacter sphaeroides і перенесли цей досвід на всі рослини й водорослі, оскільки вони мають спільного еволюційного предка, який почав фотосинтезувати.Молекули хлорофілу отримують фотони від Сонця, де електрон хлорофілу збуджується, перестрибуючи на різні молекули, щоб утворити будівельні блоки цукру, даючи рослинам їжу та вивільняючи кисень.Використовуючи спеціальні інструменти, дослідники створили джерело фотонів, яке створювало пару фотонів з одного фотона вищої енергії за допомогою спонтанного параметричного перетворення. Під час імпульсу за першим фотоном, який називали «вісником», спостерігали за допомогою високочутливого детектора, сигналізуючи про прибуття фотона-партнера, який взаємодіяв з молекулами у лабораторному зразку пурпурових бактерій.Команда вчених використала модель розподілу ймовірностей і комп’ютерний алгоритм, щоб проаналізувати понад 17,7 мільярда подій виявлення фотонів-вісників і 1,6 мільйона подій виявлення флуоресцентних фотонів. Ретельний аналіз показав, що початок фотосинтезу був спричинений лише поглинанням одного фотона, і ніякі інші фактори не могли вплинути на це.