Qu'est-ce qui permet à nos yeux de voir ? Elle résulte d'une réaction qui se produit lorsque des photons entrent en contact avec une protéine dans nos yeux, appelé rhodopsine, qui adsorbe les photons composant la lumière.
Dans un article publié en EPJ B , Federica Agostini, Université Paris-Sud, Orsay, La France, et ses collègues proposent une approximation raffinée de l'équation qui décrit l'effet de cette photo-excitation sur les éléments constitutifs des molécules. Leurs découvertes ont également des implications pour d'autres molécules, comme l'azobenzène, un produit chimique utilisé dans les colorants. Le photon entrant déclenche certaines réactions, qui peut résulter, heures supplémentaires, des changements spectaculaires dans les propriétés de la molécule elle-même. Cette étude a été incluse dans un numéro spécial anniversaire de EPJ B en l'honneur de Hardy Gross.
Les molécules biochimiques sont si complexes qu'il faudrait beaucoup trop de puissance informatique pour prédire de manière réaliste comment leurs structures moléculaires se replient d'une manière particulière - et acquièrent ainsi leurs fonctionnalités - après des réactions déclenchées par des impacts de photons. Au lieu, les physiciens utilisent plus simple, modèles approximatifs pour comprendre les effets des photons entrants sur les composants microscopiques de molécules complexes.
Spécifiquement, les auteurs modélisent l'impact d'un photon entrant sur les électrons et les noyaux lorsque les électrons approchent d'un état excité. Ils réalisent des simulations prenant en compte les propriétés spécifiques des briques élémentaires de la molécule, rendant les approximations légèrement plus proches de la réalité physique de ce phénomène que les travaux précédents.
Pour illustrer l'efficacité de leur approche, les auteurs l'appliquent à un exemple simple. Ils démontrent que les noyaux atomiques sont capables de traverser les barrières énergétiques séparant les états stables au moyen d'un processus tunnel. Les noyaux sont également capables de peupler l'état excité après que les photons entrants excitent les électrons.