La photosynthèse est le processus par lequel les plantes et autres organismes convertissent l'énergie lumineuse en énergie chimique. Ce processus commence par l’absorption de la lumière par une molécule de chlorophylle, un pigment vert présent dans les cellules végétales. L’énergie de la lumière est ensuite utilisée pour exciter un électron dans la molécule de chlorophylle, ce qui amène l’électron à passer à un niveau d’énergie plus élevé.
L’électron excité est ensuite transféré vers d’autres molécules de la cellule, où il est utilisé pour déclencher des réactions chimiques qui produisent des molécules riches en énergie telles que le glucose.
L’équipe de recherche a utilisé une technique appelée spectroscopie photoélectronique à résolution temporelle pour suivre le mouvement des électrons au cours d’une réaction chimique. Cette technique leur a permis de mesurer l’énergie et l’impulsion des électrons lorsqu’ils étaient excités par la lumière et transférés entre molécules.
Les résultats de l’étude ont montré que l’électron excité s’est déplacé de la molécule de chlorophylle vers une molécule proche en moins de 100 femtosecondes (100 quadrillions de seconde). Ce transfert d’énergie incroyablement rapide est essentiel à la photosynthèse et à d’autres processus induits par la lumière.
L’étude a également révélé que le mouvement de l’électron était fortement influencé par la structure des molécules impliquées dans la réaction. Cette découverte suggère que l’efficacité de la photosynthèse et d’autres processus induits par la lumière peut être améliorée en concevant des molécules dotées de structures spécifiques.
Les nouvelles connaissances acquises grâce à cette étude pourraient conduire au développement de cellules solaires et d’autres dispositifs plus efficaces qui convertissent l’énergie lumineuse en énergie chimique.
L'équipe de recherche était dirigée par des scientifiques de l'Université de Californie à Berkeley et du Lawrence Berkeley National Laboratory. L'étude a été financée par le Département américain de l'énergie et la National Science Foundation.
