Transfert d'énergie cohérent :
Les complexes photosynthétiques, tels que le complexe Fenna-Matthews-Olson (FMO) dans les bactéries soufrées vertes, présentent un transfert d'énergie cohérent entre les molécules de pigment. Cette cohérence permet un transport d’excitons très efficace sur des distances de plusieurs nanomètres sans perte d’énergie dans le milieu environnant. La cohérence permet un transfert d'énergie rapide et à longue portée, augmentant potentiellement l'efficacité de la photosynthèse.
Superposition quantique :
La cohérence quantique permet l’exploration simultanée de plusieurs voies de transfert d’énergie. Cette superposition d'états facilite la sélection de la route la plus efficace pour le transport des excitons. En utilisant des superpositions quantiques, les complexes photosynthétiques peuvent optimiser leur flux d'énergie et réduire le risque de perte d'énergie.
Robustesse contre le bruit :
Les complexes photosynthétiques fonctionnent dans des environnements bruyants, où divers facteurs peuvent perturber le processus de transfert d'énergie. Il a été suggéré que la cohérence quantique offre un certain degré de robustesse face au bruit et aux fluctuations environnementales. La cohérence permet un transfert d'énergie efficace même en présence de perturbations externes, améliorant ainsi les performances photosynthétiques globales.
Preuves expérimentales :
De nombreuses études expérimentales ont fourni des preuves étayant le rôle de la cohérence quantique dans la photosynthèse. Par exemple, des mesures spectroscopiques sur des complexes photosynthétiques ont révélé des oscillations cohérentes dans la dynamique du transfert d'énergie. De plus, des expériences de marquage isotopique ont indiqué l’influence de la dynamique du spin nucléaire sur les propriétés de cohérence des complexes.
Bien que les mécanismes exacts par lesquels la cohérence quantique contribue à l’efficacité photosynthétique soient encore à l’étude, les preuves accumulées suggèrent qu’elle joue un rôle dans l’optimisation du transfert d’énergie, la minimisation des pertes d’énergie et l’amélioration de l’efficacité globale des complexes photosynthétiques. Des recherches plus approfondies dans ce domaine devraient approfondir notre compréhension de la manière dont les effets quantiques contribuent à l’efficacité remarquable de la photosynthèse dans la nature.
