Biljke, od algi do sekvoja, transformiraju 95 posto sun\u010devog svijetla koje dopre do njih u manje od milijarditog dijela sekunde\u20141.000.000.000.000.000.000 joule-a na sekundu okupa cijeli planet u energiju spremljenu u obliku ugljikohidrata. Prema novom istra\u017eivanju objavljenom u \u010dasopisu Nautre, kvanti klju\u010d takve transformacije se skriva pod fenomenom zvanim kvantna koherencija.<\/p>\n
Kvantna koherencija opisuje kakvu interakciju imaju vi\u0161e molekula prema jednakoj energiji od jednog dolaze\u0107eg fotona u isto vrijeme. Ukratko, umjesto da energija odre\u0111enog fotona putuje jednim pravcem fotosinteti\u0107kog sustava, ona putuje razli\u010ditim kanalima istovremeno, biraju\u0107i pri tom najbr\u017eu rutu. \u201eEnergija apsorbiranog svijetla nalazi vi\u0161e putova u svojem kretanju u bilo koje vrijeme,\u201c obja\u0161njava fizi\u010dki kemi\u010dar Greg Scholes sa sveu\u010dili\u0161ta u Torontu, voditelj istra\u017eiva\u010dkog tima koji je pojasnio ovaj efekt. \u201eNismo u stanju to\u010dno ukazati na energiju tog svijetla. Ona je podijeljena na jedan jako specifi\u010dan na\u010din.\u201c<\/p>\n
Scholes i njegove kolege su izolirali \u201eantenu\u201c (proteinski lanac koji propagira nadolaze\u0107u energiju) fotosinteti\u0107kih organizama poznatih kao kriptofite, konkretno, morske alge Rhodomonas CS24 i Chroomonas CCMP270. Kriptofite su posebne zbog toga \u0161to ne koriste isti protein kako bi ubrale energiju sun\u010devog svijetla, kao \u0161to je to sve prisutan klorofil kod zelenih biljaka. \u201eOva vrsta je posebna zbog toga \u0161to prilago\u0111avaju svoje antene i posjeduju bi\u010deve koje koriste za pomicanje,\u201cka\u017ee Scholes. <\/p>\n
Razli\u010dite boje antena ove alge su dopustile kemi\u010darima da po\u0161alju puls kratkim signalom (femtosekunda) laserskog svijetla specifi\u010dnim proteinima. Prema mapama na atomskoj ljestvici dobivenih preko prethodno napravljene rendgen kristalografije, istra\u017eiva\u010di su popratili energiju pri ulasku u fotosinteti\u0107ki sustav i prolaskom kroz sustav prema reaktivnim centrima, gdje se energija sprema. Pulsovi su pokazali da unutar jedne molekule proteina energija putuje razli\u010ditim stazama istovremeno. Na taj na\u010din efikasnost antene se oslanja na kvantnu koherenciju, tako da molekule u sklopu proteina odvojene velikim udaljenostima (na atomskoj razini) djeluju na sli\u010dan na\u010din u isto vrijeme u produ\u017eenom vremenskom razdoblju\u2014vi\u0161e od 400 femtosekunde. <\/p>\n
Dok je prija\u0161nje istra\u017eivanje pokazalo kako ljubi\u010daste bakterije koriste kvantne metode da bi efikasnije pokupile svijetlo\u2014a prija\u0161nji su eksperimenti pokazali sli\u010dne kvantne efekte u zelenim sulfurnim bakterijama ohla\u0111enim na minus 196 C\u2014ovaj eksperiment je prvi proveden na sobnoj temperaturi od 294 K, kako bi se replicirali takvi efekti. U osnovi, prema ovom istra\u017eivanju, nadolaze\u0107i foton je stvorio seriju valova, ba\u0161 kao kamen ba\u010den u vodu, koji interferiraju me\u0111usobno kako bi istra\u017eili sve potencijalne putove kojima bi se energija mogla probiti u odre\u0111enom proteinu u isto vrijeme, ne dopu\u0161taju\u0107i nikakvo gubljenje energije kroz krive putove. To je kao da se vi vozite na posao po tri razli\u010dite ceste istovremeno, ne gube\u0107i vrijeme na prometne gu\u017eve ili semafore, tvrdi Scholes. To dozvoljava fotonu da do\u0111e skoro instantno do reaktivnog centra.<\/p>\n
\u201eU sistemima koje smo mi prou\u010davali, \u010dak i na sobnoj temperaturi, mogu se promatrati ovi kvantni efekti, koji su dosta zna\u010dajni,\u201c primje\u0107uje Scholes i dodaje \u201eefekti su biolo\u0161ki zna\u010dajni.\u201c<\/p>\n
Kemi\u010dar Graham Fleming sa Kalifornijskog Sveu\u010dili\u0161ta Berkley, je pokazao da su takvi efekti vidljivi u klorofilskim sustavima na niskim temperaturama. Biofizi\u010dar Gregory Engel sa Sveu\u010dili\u0161ta u Chicagu, koji nije bio upleten u istra\u017eivanje, uvjerava kako isti efekti vjerojatno postoje u svim fotosinteti\u0107kim sustavima, dozvoljavaju\u0107i biljkama efikasan prijenos energije.<\/p>\n
Ovakva saznanja mogu pomo\u0107i u razvijanju sustava prijenosa energije u ljudskom dru\u0161tvu. Mo\u017ee se re\u0107i da je ve\u0107ina implikacija ovog otkri\u0107a u ljudskom svijetu do danas grani\u010dila sa znanstvenom fantastikom.<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n