पौधे लगभग पूर्ण दक्षता के साथ सौर ऊर्जा प्राप्त करने के लिए क्वांटम भौतिकी का उपयोग करते हैं

प्रकाश संश्लेषण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा पौधे सूर्य के प्रकाश को ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं, और यह एक अत्यंत कुशल ऊर्जा हस्तांतरण प्रणाली पर निर्भर करता है। इससे पहले कि इसे रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सके, प्रकाश ऊर्जा को पहले कैप्चर और प्रसारित किया जाना चाहिए, एक प्रक्रिया जो लगभग तुरंत और न्यूनतम ऊर्जा हानि के साथ होती है। म्यूनिख के तकनीकी विश्वविद्यालय (टीयूएम) में डायनेमिक स्पेक्ट्रोस्कोपी के अध्यक्ष के एक नए अध्ययन से पता चलता है कि क्वांटम यांत्रिक प्रभाव इस ऊर्जा हस्तांतरण प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

सटीक माप और सिमुलेशन के माध्यम से, प्रोफेसर एरिका कील और जुर्गन हाउर के नेतृत्व में एक शोध दल ने खुलासा किया कि कैसे ये क्वांटम प्रभाव प्रकाश संश्लेषण की दक्षता को बढ़ाते हैं।

सौर ऊर्जा का कुशलतापूर्वक उपयोग करना और इसे रासायनिक ऊर्जा के रूप में संग्रहीत करना इंजीनियरों के लिए लंबे समय से एक चुनौती रही है। हालाँकि, प्रकृति ने इस समस्या को अरबों साल पहले ही हल कर दिया था। एक नए अध्ययन से पता चलता है कि क्वांटम यांत्रिकी केवल भौतिकविदों के लिए एक अवधारणा नहीं है, बल्कि जैविक प्रक्रियाओं में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

हरे पौधे और अन्य प्रकाश संश्लेषक जीव असाधारण दक्षता के साथ सूर्य के प्रकाश को पकड़ने और संचारित करने के लिए क्वांटम यांत्रिकी का उपयोग करते हैं। जैसा कि प्रोफेसर जुर्गन-हाउर बताते हैं: "जब प्रकाश को एक पत्ती द्वारा अवशोषित किया जाता है, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉन उत्तेजना ऊर्जा प्रत्येक उत्तेजित क्लोरोफिल अणु के कई राज्यों में वितरित की जाती है; इसे उत्तेजित अवस्था सुपरपोजिशन कहा जाता है। यह अणुओं के भीतर और बीच ऊर्जा के लगभग हानिरहित हस्तांतरण का पहला चरण है, जिससे सौर ऊर्जा का कुशल आगे संचरण संभव हो जाता है। क्वांटम यांत्रिकी इसलिए ऊर्जा हस्तांतरण और चार्ज पृथक्करण में पहले चरणों को समझने के लिए महत्वपूर्ण है"।