{"id":21952,"date":"2018-12-04T16:00:46","date_gmt":"2018-12-04T22:00:46","guid":{"rendered":"http:\/\/escatuninter.blog\/?p=21952"},"modified":"2018-12-04T16:00:46","modified_gmt":"2018-12-04T22:00:46","slug":"los-sorprendentes-efectos-cuanticos-en-la-fotosintesis-noticiasescat-iamuninter","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.uninter.edu.mx\/ESCAT2\/?p=21952","title":{"rendered":"Los sorprendentes efectos cu\u00e1nticos en la fotos\u00edntesis #NoticiasESCAT #IAMUninter"},"content":{"rendered":"

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Si pensabas que la f\u00edsica cu\u00e1ntica solo exist\u00eda en la cabeza de los investigadores, estaba equivocado. Un estudio\u00a0publicado en\u00a0Nature Chemistry<\/em><\/a>\u00a0esta semana explica que las mol\u00e9culas encargadas de realizar la fotos\u00edntesis tienen un comportamiento cu\u00e1ntico similar al de la materia inerte. Entender este proceso es importante en el desarrollo y mejora del almacenamiento de la energ\u00eda solar. En especial, ayudar\u00eda al progreso de las placas fotovoltaicas org\u00e1nicas, m\u00e1s baratas de fabricar pero actualmente ineficientes.<\/p>\n

El mundo de lo peque\u00f1o no es intuitivo: la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica nos ense\u00f1a que los electrones pueden estar en dos estados a la vez, hasta que se observan. Un ejemplo com\u00fan es el experimento mental del\u00a0gato de Schr\u00f6dinger<\/a>, en el que se mete un gato (an\u00e1logo al electr\u00f3n estudiado) en una caja con una botella de gas venenoso. Si el tap\u00f3n de la botella est\u00e1 bloqueado con un sistema cu\u00e1ntico, puede estar simult\u00e1neamente abierto y cerrado, por lo que el gato es una mezcla de estados entre vivo y muerto. Una vez se abre la caja, se interact\u00faa con el sistema y se encontrar\u00e1 que el gato est\u00e1 vivo o muerto.<\/p>\n

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Los sorprendentes efectos cu\u00e1nticos en la fotos\u00edntesis<\/p><\/div>\n

En este estudio, los investigadores analizaron las mol\u00e9culas encargadas de la recolecci\u00f3n de luz en un microorganismo conocido como la bacteria verde del azufre. Estas mol\u00e9culas son importantes en el proceso de la fotos\u00edntesis ya que se encargan de absorber la energ\u00eda proveniente del sol para transformarla en energ\u00eda qu\u00edmica.<\/p>\n

Estudios anteriores hab\u00edan sugerido que estas mol\u00e9culas pueden excitarse en dos estados electr\u00f3nicos a la vez, mostrando efectos cu\u00e1nticos. Sin embargo, en estos experimentos el estado excitado dur\u00f3 m\u00e1s de un 1 picosegundo (0,000 000 000 001 s). Esto es mucho m\u00e1s largo de lo que se espera de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica.<\/p>\n

Thomas Cour Jansen, de la Universidad de Groningen, explica que la observaci\u00f3n anterior es incorrecta: “Hemos demostrado que los efectos cu\u00e1nticos que registraron eran simplemente vibraciones habituales de las mol\u00e9culas”. Las vibraciones solo involucran una mol\u00e9cula mientras que la superposici\u00f3n de estados implica al menos dos. El truco que encontraron Jansen y sus colaboradores para distinguir entre los dos casos es el uso de la polarizaci\u00f3n de la luz. Usando diferentes polarizaciones de la luz, se descartan las se\u00f1ales creadas por las mol\u00e9culas individuales (las vibraciones), mientras que se pueden observar las dos mol\u00e9culas involucradas en la superposici\u00f3n de estados.<\/p>\n

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Los sorprendentes efectos cu\u00e1nticos en la fotos\u00edntesis<\/p><\/div>\n

Las vibraciones tienen una energ\u00eda muy baja y su efecto en la fotos\u00edntesis es pr\u00e1cticamente nulo. En cambio, la superposici\u00f3n de estados est\u00e1 directamente relacionada con la cantidad de energ\u00eda que la bacteria puede absorber. Adem\u00e1s, estos estados electr\u00f3nicos transportan la energ\u00eda desde el lugar de la absorci\u00f3n de luz hasta el sitio d\u00f3nde se convierte en energ\u00eda qu\u00edmica. Despu\u00e9s, la bacteria puede utilizar esta energ\u00eda qu\u00edmica para crecer o moverse.<\/p>\n

En el sistema estudiado por Jansen y su equipo, estos efectos cu\u00e1nticos solo duran 10-15<\/sup>\u00a0segundos a temperaturas muy bajas (-196 grados cent\u00edgrados). A temperaturas m\u00e1s altas, el impacto cu\u00e1ntico dura mucho menos y no afectar\u00eda al transporte de energ\u00eda. Sin embargo, estos efectos podr\u00edan tener un papel crucial en otros sistemas, como por ejemplo en el clorosoma \u2014un sistema de recolecci\u00f3n de luz bacteriana mucho m\u00e1s grande que el estudiado\u2014 o en sistemas artificiales. Jansen remarca que ahora que saben c\u00f3mo identificar estos efectos cu\u00e1nticos usando la polarizaci\u00f3n de luz, pueden utilizar este m\u00e9todo para el estudio de nuevos sistemas, esperando que un d\u00eda pueda aplicarse en paneles solares.<\/p>\n

Fuente: El Pa\u00eds<\/a><\/h5>\n

Universidad Internacional\u00a0<\/a><\/p>\n

Ingenier\u00eda Ambiental<\/a>
\n\"Universidad<\/a><\/p>\n

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