Можеме ли ние луѓето да ја рекреираме фотосинтезата како што тоа го прават растенијата? И притоа да го направиме тоа преку нов материјал кој во себе ќе содржи електроди од кои ќе црпиме енергија за нас? Изгледа дека да! Нова гранка се појавува во научниот свет, а има егзотично име – квантна биологија.
Се сеќавате како два електрони или други честички можат да бидат „вплеткани“ еден со други иако се на два спротивни краја на универзумот? Научниците уште во 2018 година успеаја да „вплеткаат“ не електрони, туку микроорганизми. Така започна сета оваа нова област. Таа треба да истражи како се движи енергијата низ живите организми, ама на тоа субатомско, квантно ниво.
А сега, ново откритие ја поврзува фотосинтезата со уште нешто поинтригантно – временските кристали, или, како што некој сака да ги нарече, кристали во времето.
Тоа се кристали, односно кондензати чии атоми, поврзани во атомски решетки не се во мирување, туку во движење. Притоа, научниците дури тврдат дека ваквите кристали се нов вид материја, која се движи, а ако броиме дека претходно веќе знаеме за цврстата, течната, гасовитата и огнената материја(плазма), тогаш ова би била петтата можна состојба.
Епа, научниците, правејќи модели, сфатиле дека фотосинтезата е на некој начин истото тоа! Така се поврзуваат физиката и биологијата.
Во пракса, ова значи дека кога некое растение ги подава лисјата кон сонцето, фотони од светлината паѓаат на листот. Порад ова од листот се ослободуваат и електрони. Дупката која ја прави електронот во постоечките молекули овозможува да се створи хемиската реакција која потоа произведува шеќери и растението се храни. И притоа електронот заедно дупката прави пар електрон-дупка и се „вплеткува“, се става во кохеренција со други вакви парови.
Иако оваа реакција сè уште не може директно да биде набљудувана, преку моделирање научниците сега се сигурни дека оваа смеса во листот е Бозе-Ајнштајнов кондензат, односно петта форма на материјата, исто како во оние временски кристали.
Само што кај кристалите за да се иницира движење внатре во нив потребни се ласери и опрема, додека кај листот сè се случува природно. И листот тоа го прави на собна температура, за разлика од кристалите каде потребни ви се ниски температури.
Студијата, објавена во PRX Energy на 28 април, откри врски на атомско ниво помеѓу фотосинтезата и ексцитонските кондензати. Откритието е научно интригантно и може да предложи нови начини за размислување за дизајнирање електроника, велат авторите од Универзитетот во Чикаго, пишува Сајтек Дејли.
– Колку што знаеме, овие области никогаш порано не биле поврзани, така што го најдовме ова многу привлечно и возбудливо – рече коавторот на студијата, професорот Дејвид Мациоти.
Лабораторијата на Мациоти е специјализирана за моделирање на комплицираните интеракции на атомите и молекулите бидејќи тие покажуваат интересни својства. Не постои начин да се видат овие интеракции со голо око, така што компјутерското моделирање може да им даде на научниците прозорец зошто се случува таквото однесување, а исто така може да обезбеди основа за дизајнирање на идната технологија.
Зошто не би го употребиле овој ефект во транзисторските шеми на нашите сегашни процесори од компјутерите? Или во идните квантни компјутери, можеби, за да ја зголемиме нивната прецизност. Но, можеби најголемата употреба на квантната биологија ќе биде во медицината.
Во моделот кој го развиле научниците, енергијата патува низ листот без никакво триење. Уште една работа која ги изненадила. А таа може да патува токму затоа што овие парови наречени електрон-дупка се меѓусебно „вплеткани“.
Исто како што се вплеткуваат и два електрони на два краја од универзумот и комуницираат побрзо од светлината – нешто што до денес не можат да го разберат научниците, па дури сметаат дека преносот на информации веројатно може да биде побрз од светлината, бидејќи тука не се работи ниту за материја, ниту за енергија, а за мала црвја или црна дупка која ги поврзува двете „заљубени“ честички на огромни растојанија.
Истото ова го имало и во живиот свет околу нас. Чудни се патишатата на науката.
