Sciencemag.cz
Doporučujeme
Na otázku v titulku se přímo nabízí odpověď, že nejspíš nijak. Nový výzkum má ale ukazovat, že při fotosyntéze vzniká něco jako kondenzáty excitonů. To odpovídá situaci, kdy lze energii v materiálu přenášet prakticky bez ztrát, takže celá záležitost má vztah třeba i k budoucí elektronice. Autory příslušné studie jsou David Mazziotti, Anna Schouten a LeeAnn Sager-Smith z Chicagské univerzity.
Energie fotonu přijatá při fotosyntéze vede k vytržení elektronu z atomu/molekuly. Příslušný elektron se dál pohybuje kaskádou reakcí. Po elektronu zbude kladně nabitá díra. V chemii se to tak nedělá, můžeme ale sledovat nejen samotný elektron, ale i pohyb/tok odpovídající díry – oba vytvářejí kvazičástici exciton. A vědci nyní v chování těchto excitonů objevili vzory, jimiž se vyznačuje právě Boseho-Einstenův kondenzát.
Excitony tento stav vytvářet mohou, o to nic (excitony jsou bosony, protože kvazičástici díru považujeme za fermion atd.), ale za velmi nízkých teplot a navíc v uspořádaných materiálech typu krystalů. Fotosyntéza běžně probíhá za cca pokojové teploty a v prostředí naopak velmi chaotickém, proměnlivém. Podle studie vzniká také spíše analogie kondenzátu, jakési jeho ostrůvky. Takže nejde ani přímo o supravodivost, i tak ale její slabší obdoba má znamenat, že ztráty energie jsou při přenosu asi dvakrát menší, než by se dalo jinak očekávat.
Jak autoři studie dále uvádí, na tomto základě by se mohly proto navrhovat nové syntetické materiály fungující i za běžných podmínek a přitom z hlediska přenosu energie zvlášť účinné.
Anna O. Schouten et al, Exciton-Condensate-Like Amplification of Energy Transport in Light Harvesting, PRX Energy (2023). DOI: 10.1103/PRXEnergy.2.023002.
Zdroj: University of Chicago / Phys.org
