Раскрыты квантовые секреты фотосинтеза

Группа ученых под руководством проф. Грэхама Флеминга (Graham Fleming) из Калифорнийского университета в Беркли разработала метод двумерной электронной спектроскопии, с помощью которого ученым удалось с фемтосекундным временным разрешением отследить процесс переноса молекулярными комплексами энергии возбуждений, индуцированных светом.

Образец фотосинтетического белка (FMO) зеленой серной бактерии последовательно облучался фемтосекундными импульсами излучения, генерируемыми тремя лазерами. Четвертый лазер использовался в качестве локального осциллятора для усиления и детектирования результирующего спектроскопического сигнала, возникающего при передаче энергии возбуждений, индуцированных лазерным излучением, от одной молекулы к другой.

Результаты проведенного исследования подтвердили предположение ученых, что сильная электронная когерентность играет важную роль в процессе переноса энергии. В ходе эксперимента ученые зафиксировали «квантовые биения» - когерентные электронные осцилляции в молекулах-донорах и молекулах-акцепторах, генерируемые энергетическими возбуждениями.

Эти осцилляции, интерферируя, приводят к волнообразному распространению энергии, благодаря которому энергия может передаваться наиболее эффективным способом, сообщается в пресс-релизе Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли.

Теперь ученые планирую выяснить, какое влияние может оказывать изменение температуры на процесс переноса энергии.