科学家们惊讶于一个独特的国家当原子被冷却到接近于零。窗外的树木吸收阳光并把它转换成新的叶子。两个无关联但却出现的最近的一项研究芝加哥大学表明,他们不像他们出现在不同的表面。
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这项研究发表在4月28日th2023年,插件可以能源光合作用,发现原子水平之间的联系和激子condensates-a特有的物理状态,允许通过物质能量流无摩擦。研究者称,这一发现是科学上令人兴奋的和可能揭示新的方式思考工程电子产品。
据我们所知,这些地区之前从来没有连接,所以我们发现这非常令人信服的和令人兴奋的。
大卫•马齐奥蒂教授和这项研究的合作者,芝加哥大学
马齐奥蒂的实验室专注于模拟复杂的原子和分子的相互作用,表现出有趣的特性。因为这些交互无法用肉眼观察,计算机建模可以为科学家提供深入了解为什么这种行为发生在设计未来技术的基础。
思腾和马齐奥蒂和研究的合作者安娜LeeAnn Sager-Smith,已经建模在光合作用在分子水平上发生了什么。
来自太阳的光子引起的改变一个特别设计的分子当它触及到一片叶子。敲一个电子的能量。电子,和它以前的“洞”,现在可以穿越叶子,太阳的能量转移到另一处地方发起一个化学反应产生糖类植物。
移动electron-and-hole对被称为一个“激子。“科学家们发现一些奇怪的地方当他们收养了一个鸟瞰,建模多少激子旅行。他们看到的模式途径的激子似乎很熟悉。
在现实中,它与材料的行为称为玻色-爱因斯坦凝聚态,也被称为“第五个问题的状态。“激子在这个材料可以结合形成一个完全相同的量子态,类似于一群钟声都响完全合拍。
这允许能量在零摩擦的材料自由旅行。(这些不寻常的行为吸引科学家,因为他们可以难以置信的种子,如向MRI设备是基于类似的状态称为超导)。
根据模型由思、Sager-Smith和马齐奥蒂,激子叶子有时加入方式类似于激子冷凝行为。
这是一个完整的惊喜。激子冷凝物只是观察到当物质彻底冷却室温以下。这就像看冰块在热咖啡。
光合作用的光收获是发生在一个系统,在室温和更重要的是,它的结构是disordered-very与所使用的原始材料和低温结晶使激子冷凝物欧洲杯足球竞彩。
安娜思,芝加哥大学
这种影响是不完整的,据科学家,更类似于冷凝形成的“岛屿”。”但还不足以提高系统中能量转移,”Sager-Smith说。事实上,他们的模型暗示它可能两倍效率。
这开辟了新的途径,为未来的技术发展中合成材料。欧洲杯足球竞彩
一个完美理想的激子冷凝是敏感的,需要耗费大量的特殊条件,但对于实际的应用程序,它是令人兴奋的东西提高效率,但在环境条件可能发生。
大卫•马齐奥蒂教授和这项研究的合作者,芝加哥大学
马齐奥蒂补充说,这一发现适合更大的方法,他的团队已经研究了十年。
因为原子和分子之间的相互作用在光合作用等过程极其complex-difficult即使对于一台超级计算机handle-scientists历来必须简化模型为了抓住他们。然而,马齐奥蒂认为应该保留一些地区。”我们认为本地相关的电子捕获是必不可少的本质实际上是如何运作的。”
这项研究是由美国国家科学基金会资助部分QuBBE量子飞跃的挑战。欧洲杯线上买球
期刊引用:
斯考滕,a . O。等。(2023)。Exciton-Condensate-Like放大光能量传输的收获。插件可以能源。doi.org/10.1103/prxenergy.2.023002。
来源:https://www.uchicago.edu/