Když světlo v podobě fotonů dopadá na list rostliny nebo na buňku fotosyntetizující bakterie, je v zájmu života co nejefektivněji tuto energii zužitkovat. Foton dopadne na molekulu chlorofylu a odevzdá svou energii v podobě excitonu, což je jakási miniaturní „baterie“ složená z uvolněného elektronu (záporný náboj) a díry po něm (kladný náboj). Exciton je velmi nestabilní, a pokud nemá jeho energie přijít nazmar, musí co nejdříve překonat vzdálenost několika nanometrů skrz poměrně rozsáhlou molekulu do speciálního reakčního centra, které slouží jako trvalejší úložiště energie. Jakou cestou se při tom vydá?
Dříve si vědci mysleli, že trasa excitonu je prostě náhodná, jako chůze vrávorajícího opilce. Tento dílčí proces fotosyntézy má ale ohromující efektivitu téměř 100 % a matematicky to prostě nevycházelo. Jak to, že se téměř žádný exciton neztratí? Zde dochází na kvantovou teorii: ta totiž připouští, že částice v superpozici může putovat několika trasami zároveň v podobě vlnové funkce. A přesně to se prokázalo i v případě fotosyntézy: exciton provádí „kvantovou procházku“ několika cestami zároveň a tam, kde nejdříve dorazí do reakčního centra, se zhmotní a předá svou energii.
Chlorofyl tak vlastně funguje jako kvantový počítač, který bravurně řeší známý matematický problém obchodního cestujícího (to je v podstatě problém, jak matematicky najít nejkratší možnou cestu všemi danými body na mapě, pozn. red.) Princip „kvantové procházky“ fyzikové dobře znají například z tzv. dvojštěrbinového experimentu, učebnicového příkladu kvantové mechaniky, v němž jedna částice (když není pozorována) prolétá oběma štěrbinami stínítka zároveň.
...
Uvnitř každé živé buňky najdeme termodynamický chaos mnoha proudících molekul, které vytvářejí trvalý šum. Studie týkající se fotosyntézy ukazují, že právě tento specifický šum o různých frekvencích buňka aktivně moduluje tak, aby kvantové jevy mohly probíhat a přinést biologické výhody. Buňka tak stojí doslova na hraně klasického a kvantového světa, získává informační benefit, ale jen tak, aby nenarušila citlivou kvantovou koherenci.
Autoři z toho vyvozují, že možná právě toto je onen dlouho hledaný životní princip, který dělí kameny, krystaly a mrtvá těla od živých organismů.
Je život kvantový jev? Nové odvětví biologie klade provokativní otázky - iDNES.cz
http://technet.idnes.cz/kvantova-biologie-03g-/veda.aspx?c=A160216_123201_veda_mla