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量子生物学:试图揭示自然界的奥秘

中国物理学会期刊网  · 公众号  · 物理  · 2017-09-09 10:00

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用于实验中,它们是最早进行光合作用的生命体之一。Engel 他们将细菌所处的温度降至零下196ºC,然后向细菌体发射短脉冲的脉冲激光。再用二维电子光谱仪来记录脉冲,因为他们需要准确的知道能量是如何流经这些细菌的。


他们发现,激子不会以直线行进,而是像波一样运动。由于 量子相干性 ,激子可以像波一样感受到所有可能的路径,并采用最高效的那条路径。这项研究的结果当年被发表在《自然》杂志上 [2]



△ 科学家利用量子叠加解释光合作用。(图片来源:Jon Sullivan)


在进行的其他几项研究中,也有同样的现象被观测到,即光合作用通过量子相干而作用。如果我们可以效仿这样的系统,便可以制造出超高效的太阳能电池板和更持久的电池。这样就满足到我们想要全面转向绿色科技的一个关键前提。


许多科学家对于将量子力学应用到生物上感到紧张。毕竟,物理学家研究粒子时需要在严格控制的环境下进行。然而在潮湿混乱的生物世界里,所有的事情一直在变化,这对于量子叠加来说是一个过于不稳定的环境。


鸟类迁徙与量子纠缠


再一个问题就是鸟的迁徙模式。我们知道鸟类通过一个能与地球磁场相互作用的 内部化学罗盘 进行导航。让人疑问的是地球磁场是很微弱的,鸟类是如何将其运用起来的呢?








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