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coolrainbow

木虫 (著名写手)

未来国家冻凉

[交流] 【转载】美解密植物光合作用中的量子纠缠 已有5人参与

来源:http://www.stdaily.com/kjrb/content/2010-05/12/content_185741.htm

美解密植物光合作用中的量子纠缠 首次在生物系统中将其捕获并量化

据美国物理学家组织网5月10日报道,美国科学家首次记录并量化了光合作用中的量子纠缠。研究表明,在绿色植物中的光合作用中,量子纠缠是量子力学效应的一种自然属性,量子纠缠能够在一个生物系统中存在并且持续一段时间。相关论文发表在最新一期的《自然·物理学》杂志上。
  绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能,其转化效率接近100%。如此之高效率的关键在于传递速度,光合作用如何完成近乎瞬间的能量转移一直是个谜。

  加州大学伯克利分校的化学家格雷汉姆·弗莱明带领的研究团队曾在2009年的《物理化学年鉴》上指出,通过光合作用得到的量子力学效应是绿色植物的一种关键能力,它可以瞬时地将捕光复合物分子中的太阳能传输给光电反应中心的复合物分子,完成能量的转移。

  现在,包括弗莱明在内的一个联合研究小组确定,在绿色植物的光合作用中,量子纠缠是量子力学效应的一种自然属性。之前的科学结论认为,量子纠缠是一种非常脆弱的状态,很难得到和维持,而研究人员现在证明,量子纠缠能够在一个生物系统中存在并且持续一段时间。

  研究人员在大量FMO复合物(FMO是绿硫细菌的一个分子聚合物,被认为是研究光合能量传递的模式分子)中发现了量子纠缠存在的证据,这些纠缠的持续时间一般为几皮秒(1皮秒=10-12秒),并会持续穿过大约30埃(1埃=10-10米,相当于一个氢原子的直径)的距离,直到激发能被反应中心捕捉到。这是科学家首次在真正的生物系统中捕获和量化量子纠缠。

  研究人员表示,这个持续时间很长的、非平衡的纠缠也会出现在如紫色光合细菌LH1和LH2等更大的捕光化合物中;而更大的捕光化合物也能够制造和支持更多的激发能来获得更多样的纠缠状态。

  该研究团队还发现,量子纠缠持续地存在于离散的捕光复合物的分子之间,而且温度对纠缠程度的影响微乎其微。在量子信息领域,温度通常被认为对纠缠等量子特性非常不利,但是,在诸如捕光化合物的系统中,量子纠缠或可免受温度升高带来的影响。

  该研究团队最终的目的是要更好地理解自然界是如何在分子系统间传递能量,以及是如何将此能量转化为可利用形式的。科学家表示,从一个分子向另一个分子传递能量的光合技术是大自然最令人神迷的才能之一。如果我们能够学着模拟这个过程,就能够实现人造光合作用,从而有效地把太阳能转化为清洁、高效、可持续且碳中性的能源。

[ Last edited by coolrainbow on 2010-5-17 at 21:11 ]
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coolrainbow

木虫 (著名写手)

未来国家冻凉

哪位用Gaussian算一下下吧
技术博客:http://hi.baidu.com/coolrainbow/blog
2楼2010-05-17 18:04:57
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yjmaxpayne

木虫 (正式写手)


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
嘿嘿,这个就是我们组正在做的方向嘛。。。只是我们做的体系和他们做的不太一样, 他们做的实验居多,我们主要是理论,正在构建一些理论框架。
3楼2010-05-23 21:41:54
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aylayl08

荣誉版主 (文坛精英)

至尊天蝎

优秀版主


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
引用回帖:
Originally posted by yjmaxpayne at 2010-05-23 21:41:54:
嘿嘿,这个就是我们组正在做的方向嘛。。。只是我们做的体系和他们做的不太一样, 他们做的实验居多,我们主要是理论,正在构建一些理论框架。

厉害
珍惜拥有,快乐人生!欢迎光临计算模拟区(*^__^*)。。。。。。。。。。。。。。
4楼2010-05-24 08:06:08
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gzgzgz

铜虫 (小有名气)


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
基本就是fleming和van grondelle两个组在做,一个灌science,一个灌nature。成天说有quantum coherence,没有其他组能following,所以他们能发,妈的。。。
5楼2010-06-24 01:54:53
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gulikun1

新虫 (初入文坛)

看到了,不太懂。
6楼2015-04-08 10:53:26
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