رتبها

Ahmed Abdullah

7 تغريدة 88 قراءة Apr 28, 2021

ميكانيكا الكم وعملية البناء الضوئي
ميكانيكا الكم هي النظرية التي تصف سلوك المادة والطاقة على المستوى الصغير جدًا، والتمثيل الضوئي هو عملية تحويل الضوء والماء وثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين وسكريات.
ربما تعتقد أن هذين الأمرين ليس بينهما علاقة، لكن الأمر ليس كما يبدو عليه!
١/٦

عملية البناء الضوئي هي أهم عملية تحويل للطاقة على كوكبنا، حيث تستخدم النباتات والطحالب ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء لإنتاج 118 مليار طن من الكتلة الحيوية سنويًا. التمثيل الضوئي يعتمد عليه كل كائن حي تقريبًا، وبدون هذه العملية لن نتمكن من الأكل والتنفس والعيش!
٢/٦

تتطلب هذه العملية طاقة تحصل عليها النباتات من ضوء الشمس يتم امتصاصها بواسطة antenna وهو المستقبل الجزيئي الذي يلتقط الضوء، وفي الطرف الآخر من العملية توجد مراكز التفاعل وهي المحركات الكيميائية التي تقود عملية التمثيل الضوئي.
٣/٦

يربط بين طرفي العملية بروتينات خاصة تسمى "مجمعات حصاد الضوء" مع جزيئات صبغية ممتصة للضوء تسمى "الكلوروفيل".
يجمع هذا الجزء الطاقة من الهوائي antenna على شكل إلكترونات نشطة وينقل تلك الطاقة إلى مراكز التفاعل.
٤/٦

المثير للدهشة أن هذه المجمعات فعالة بنسبة 100% تقريبًا في نقل الطاقة، مقارنة بالألواح الشمسية الصناعية التي لا تتجاوز كفائتها 20%
يعتقد العلماء أن سر الكفاءة المدهشة لهذه المجمعات هو ظاهرة تسمى التماسك الكمي (Quantum coherence).
٥/٦

يصف التماسك الأحداث الكمومية مع أكثر من نتيجة محتملة واحدة، أي أن بدلاً من ذلك الشيء يحدث بطريقة أو بأخرى، فهو يحدث بعديد من الطرق المختلفة في نفس الوقت وهذا محتمل أن يحدث داخل مجمعات حصاد الضوء!
Video Credit: @FermilabEd
*** النهاية ***
٦/٦