Рослини використовують квантову механіку для ефективного захоплення та передачі сонячної енергії, що відкриває нові перспективи для розвитку відновлюваних технологій.

Фотосинтез – це процес, під час якого рослини перетворюють сонячне світло в хімічну енергію, забезпечуючи собі життєдіяльність. Одним із найважливіших етапів цього процесу є передача енергії, яка відбувається майже миттєво і без значних втрат. Дослідження, проведене кафедрою динамічної спектроскопії Мюнхенського технічного університету (TUM), показало, що саме квантово-механічні ефекти відіграють вирішальну роль у цьому механізмі.

Однією з ключових особливостей квантового фотосинтезу є суперпозиція збуджених станів молекул хлорофілу, що дозволяє енергії одночасно перебувати у кількох місцях, підвищуючи ефективність її транспортування. Це явище важко пояснити в межах класичної фізики, тому його вивчення відкриває нові горизонти для створення штучних фотосинтетичних систем.

Вчені зосередилися на вивченні спектральних ділянок, у яких хлорофіл поглинає світло – зокрема, області Q (жовто-червоний спектр) та області B (синьо-зелений спектр). Було виявлено, що в області Q електронні стани перебувають у квантовому зв’язку, що дозволяє транспортувати енергію без втрат. У подальшому енергія частково розсіюється у вигляді тепла, що є ключовим механізмом стабілізації системи.

Застосування цих знань у сфері відновлюваної енергетики може значно підвищити ефективність технологій перетворення сонячної енергії. Використовуючи принципи квантового транспорту енергії, можна розробити нові матеріали для сонячних панелей або навіть створити системи штучного фотосинтезу. Це відкриває шлях до виробництва екологічно чистої електроенергії з майже ідеальною ефективністю, наслідуючи принципи, які природа вдосконалювала мільярди років.