211service.com
Första beviset på intrassling i fotosyntes
Fysiker är fascinerade av entanglement, det märkliga kvantfenomenet där distinkta objekt delar samma existens, oavsett avståndet mellan dem. Men i sin strävan att studera och utnyttja intrassling för informationsbearbetning, har fysiker funnit att den är bräcklig och lätt att förstöra. Denna bräcklighet verkar allvarligt begränsa hur förveckling någonsin kan användas.
Men ett nytt, mer robust ansikte av intrassling börjar dyka upp från andra typer av experiment. Till exempel har fysiker nyligen funnit signaturen för intrassling i de termiska tillstånden av bulkmaterial vid låga temperaturer. Detta har enorma konsekvenser för biologiska system: om intrassling är mer robust än vi trodde, vilken roll kan den spela i levande varelser?
Nu börjar vi ta reda på det. I den första rigorösa kvantifieringen av intrassling i ett biologiskt system börjar ett svar dyka upp. Forskare från olika institutioner i Berkeley Kalifornien har visat att molekyler som deltar i fotosyntesen kan förbli intrasslade även vid vanliga atmosfäriska temperaturer.
Bevisen kommer från detaljerade studier av ljuskänsliga molekyler som kallas kromoforer som skördar ljus i fotosyntesen.
Olika studier har visat att kromoforer i ljusskördande komplex kan dela koherent delokaliserade elektroniska tillstånd. K. Birgitta Whaley vid Berkeley Center for Quantum Information and Computation och kompisar säger att detta bara kan hända om kromoforerna är intrasslade.
De påpekar att dessa molekyler inte verkar utnyttja intrassling. Istället är dess närvaro bara en konsekvens av den elektroniska koherensen.
Detta är ett stort påstående som till viss del bygger på indicier. Det kommer att vara viktigt att få bekräftelse på dessa idéer innan de kan bli mainstream.
Ändå, om den är korrekt, har upptäckten enorma konsekvenser. Till att börja med kunde biologer utnyttja denna förveckling för att göra mycket mer exakta mätningar av vad som händer inuti molekyler under fotosyntesen med hjälp av de olika teknikerna för kvantmetrologi som fysiker har utvecklat.
Ännu mer spännande är möjligheten att dessa molekyler kan användas för bearbetning av kvantinformation vid rumstemperatur. Föreställ dig fotosyntetiska kvantdatorer!
Och bortom det är frågan som Whaley och co undviker helt och hållet. Om intrassling spelar en roll i fotosyntesen, varför inte i andra viktiga biologiska organ också? Någon som tänker på ett organ där intrassling kan vara användbart?
Ref: arxiv.org/abs/0905.3787 : Quantum Entanglement in Photosynthetic Light Harvesting Complexes