据美国物理学家组织网报道,美国研究人员日前开发出一种探测植物光合作用过程的新方法。该技术有助于加深人们对光合作用这一利用太阳能最有效的方式的理解,改进现有太阳能电池的设计,提高其转换效率。相关论文发表在美国物理学学会期刊《化学物理学》上。

  植物和其他光合生物之所以能够吸收太阳能并将其转化为能量,都是由于它们拥有的一种独特的天线蛋白。这种蛋白由多种吸光色素组成,能够捕获太阳能并通过一系列的化学反应将其储存起来。由于反应发生在一个极小的尺度上,天线蛋白之间会出现量子现象。当色素分子吸收光线时就会被激活成高能态,如果一个蛋白上的多种色素分子同时被激发就会出现量子叠加状态,这种量子效应会使光合作用中产生的能量找到“最优路径”,以近乎无损的方式进行传递,这也是光合作用在转换效率上如此高效的“秘密”所在。

  负责该项研究的美国加州大学伯克利分校的格雷厄姆·弗莱明和他的同事选用了一种天线蛋白作为研究对象。通过分析透过蛋白质的激光的变化,就能判断出其中是否出现了量子叠加状态。