【植物利用量子物理学以近乎完美的效率捕获太阳能】
长期以来，高效利用太阳能并将其储存为化学能一直是工程师们面临的难题。 然而，大自然早在数十亿年前就解决了这个问题。 一项新的研究表明，量子力学不仅仅是物理学家的概念，它在生物过程中也发挥着至关重要的作用。
绿色植物和其他光合生物利用量子力学捕捉和传递太阳光，效率非凡。 正如于尔根-豪尔教授所解释的那样："例如，当光线被叶片吸收时，电子激发能量分布在每个激发叶绿素分子的多个状态上；这被称为激发态叠加。
这是分子内部和分子之间几乎无损耗的能量转移的第一阶段，使太阳能的有效向前传输成为可能。 因此，量子力学对于理解能量传递和电荷分离的第一步至关重要"。
叶绿素的能量转移过程，仅靠经典物理学是无法令人满意地理解的，它在绿色植物和其他光合生物（如光合细菌）中不断发生。 然而，确切的机制仍未完全阐明。 豪尔和第一作者艾丽卡-凯尔认为，他们的研究为阐明叶绿素（叶绿素中的色素）的工作原理奠定了重要的新基础。
将这些发现应用于人工光合作用装置的设计，有助于以前所未有的效率利用太阳能发电或进行光化学研究。
在这项研究中，研究人员考察了叶绿素吸收光线的两个特定光谱段：低能量 Q 区（黄色至红色光谱范围）和高能量 B 区（蓝色至绿色光谱范围）。 Q 区由量子力学耦合的两种不同电子状态组成。
这种耦合导致了分子中的无损耗能量传输。 然后，系统通过"冷却"（即以热量的形式释放能量）弛豫。 这项研究表明，量子力学效应可对生物相关过程产生决定性影响。
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