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coolrainbow木蟲 (著名寫手)
未來國家凍涼
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[交流]
【轉(zhuǎn)載】美解密植物光合作用中的量子糾纏 已有5人參與
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來源：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糾纏 首次在生物系統(tǒng)中將其捕獲并量化 據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)5月10日報道，美國科學家首次記錄并量化了光合作用中的量子糾纏。研究表明，在綠色植物中的光合作用中，量子糾纏是量子力學效應的一種自然屬性，量子糾纏能夠在一個生物系統(tǒng)中存在并且持續(xù)一段時間。相關論文發(fā)表在最新一期的《自然·物理學》雜志上。 綠色植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能，其轉(zhuǎn)化效率接近100%。如此之高效率的關鍵在于傳遞速度，光合作用如何完成近乎瞬間的能量轉(zhuǎn)移一直是個謎。 加州大學伯克利分校的化學家格雷漢姆·弗萊明帶領的研究團隊曾在2009年的《物理化學年鑒》上指出，通過光合作用得到的量子力學效應是綠色植物的一種關鍵能力，它可以瞬時地將捕光復合物分子中的太陽能傳輸給光電反應中心的復合物分子，完成能量的轉(zhuǎn)移。 現(xiàn)在，包括弗萊明在內(nèi)的一個聯(lián)合研究小組確定，在綠色植物的光合作用中，量子糾纏是量子力學效應的一種自然屬性。之前的科學結(jié)論認為，量子糾纏是一種非常脆弱的狀態(tài)，很難得到和維持，而研究人員現(xiàn)在證明，量子糾纏能夠在一個生物系統(tǒng)中存在并且持續(xù)一段時間。 研究人員在大量FMO復合物（FMO是綠硫細菌的一個分子聚合物，被認為是研究光合能量傳遞的模式分子）中發(fā)現(xiàn)了量子糾纏存在的證據(jù)，這些糾纏的持續(xù)時間一般為幾皮秒（1皮秒=10-12秒），并會持續(xù)穿過大約30埃（1埃=10-10米，相當于一個氫原子的直徑）的距離，直到激發(fā)能被反應中心捕捉到。這是科學家首次在真正的生物系統(tǒng)中捕獲和量化量子糾纏。 研究人員表示，這個持續(xù)時間很長的、非平衡的糾纏也會出現(xiàn)在如紫色光合細菌LH1和LH2等更大的捕光化合物中；而更大的捕光化合物也能夠制造和支持更多的激發(fā)能來獲得更多樣的糾纏狀態(tài)。 該研究團隊還發(fā)現(xiàn)，量子糾纏持續(xù)地存在于離散的捕光復合物的分子之間，而且溫度對糾纏程度的影響微乎其微。在量子信息領域，溫度通常被認為對糾纏等量子特性非常不利，但是，在諸如捕光化合物的系統(tǒng)中，量子糾纏或可免受溫度升高帶來的影響。 該研究團隊最終的目的是要更好地理解自然界是如何在分子系統(tǒng)間傳遞能量，以及是如何將此能量轉(zhuǎn)化為可利用形式的�？茖W家表示，從一個分子向另一個分子傳遞能量的光合技術是大自然最令人神迷的才能之一。如果我們能夠?qū)W著模擬這個過程，就能夠?qū)崿F(xiàn)人造光合作用，從而有效地把太陽能轉(zhuǎn)化為清潔、高效、可持續(xù)且碳中性的能源。 [ Last edited by coolrainbow on 2010-5-17 at 21:11 ] |
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 光合作用 | 生物科學 |
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3樓2010-05-23 21:41:54
coolrainbow
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