BIOLOGIE / BIOLOGY - Source : article Sciences et Vie N°1123 avril 2011 / April 2011
L'efficacité de la photosynthèse
La photosynthèse pourrait tirer son efficacité de la superposition d'états, une propriété quantique qui permet à un objet (ici la lumière) de passer par plusieurs chemins à la fois.
Les végétaux convertissent en énergie 100 % de la lumière solaire, alors que les meilleurs panneaux photovoltaïques n'y parviennent qu'à 20 %, car l'excitation lumineuse emprunte tous les chemins possibles à la fois !
Principe de la photosynthèse : lorsqu'un photon (un grain de lumière, porteur d'un quantum d'énergie) est capté par une des molécules photosensibles des plantes (chlorophylle ou carotène), organisées en un réseau appelé antenne, il lui transmet son énergie en excitant un électron qui circule alors dans l'antenne jusqu'à un site dit "réactionnel" où un électron est libéré.
La superposition d'états signifie que dans le monde quantique un objet peut se trouver dans différents états à la fois. Cette superposition lui permet de passer par plusieurs chemins en même temps.
Ce don d'ubiquité, appliqué à la photosynthèse, permettrait aux électrons excités par la lumière de se propager dans les plantes en empruntant tous les chemins possibles à la fois
et sans déperdition.
Vers des panneaux solaires quantiques ? La recherche continue.
The efficiency of photosynthesis
Photosynthetis efficiency could benefit from the superposition of states, a quantum property that allows an object (here the light) to go through multiple paths at once.
The plants convert in energy 100% of sunlight, while the best solar panels convert only 20%, because the light excitation takes all paths possible at once !
Principle of photosynthesis : when a photon (a particle of light, carrying a quantum of energy) is captured by one of the photosensitive molecules of plants (chlorophyll or carotene), organized in a network called antenna, it transmits its energy to it by exciting an electron which then flows through the antenna to a reaction center where an electron is freed.
The superposition of states means that in the quantum world an object can be in different states at once. This superposition allows it to go through several paths simultaneously.
This ubiquity gift, applied to photosynthesis, would allow electrons excited by light to spread in plants by taking all possible paths at once and without any loss.
Towards quantum solar panels ? Research goes on.
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