ฟิสิกส์ที่มีชีวิต

จนกระทั่งหนึ่งศตวรรษที่ผ่านมาไม่มีใครมีความคิดว่ามีสิ่งเช่นฟิสิกส์ควอนตัม แต่ในขณะที่มนุษย์ดำเนินการนับพันปีในความมืดควอนตัม ดูเหมือนว่าพืช แบคทีเรีย และนกอาจรู้มาตลอดไปเพื่อการหมุน | การศึกษาชี้ให้เห็นว่านกอพยพใช้ประโยชน์จากผลควอนตัมในระบบการมองเห็นเพื่อรับรู้สนามแม่เหล็ก

ภาพประกอบโดย NICOLLE RAGER FULLERการสังเคราะห์แสงเป็นควอนตัม (คลิกสองครั้งเพื่อซูมเข้า) | พืชและแบคทีเรียบางชนิดจับพลังงานจากแสงและใช้เพื่อสร้างอาหารผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ขั้นตอนเริ่มต้นของกระบวนการมีประสิทธิภาพอย่างน่าทึ่ง อันที่จริง มีประสิทธิภาพมากจนนักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาปรากฏการณ์ควอนตัมเพื่ออธิบายสิ่งที่เกิดขึ้น

ภาพประกอบโดย NICOLLE RAGER FULLER

ผลกระทบควอนตัมที่นักวิจัยของมนุษย์เพิ่งค้นพบเมื่อไม่นานมานี้ อาจอธิบายได้ว่าขั้นตอนแรกของการสังเคราะห์ด้วยแสงเปลี่ยนแสงเป็นพลังงานเคมีที่มีประสิทธิภาพสูงได้อย่างไร การศึกษาอื่นๆ แนะนำว่าเทคนิคควอนตัมอาจทำให้นกอพยพนำทางโดยใช้เส้นสนามแม่เหล็กโลกได้

จากการศึกษาเช่นนี้ นักวิทยาศาสตร์เริ่มเข้าใจว่ากลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งเป็นความแปลกประหลาดที่คาดคะเนว่าจะจำกัดอยู่เฉพาะในขอบเขตของฟิสิกส์ระดับอะตอม ส่งผลต่อชีววิทยาในชีวิตประจำวันอย่างไร

ในระดับหนึ่ง ดูเหมือนเป็นธรรมชาติอย่างยิ่งที่กลศาสตร์ควอนตัมจะทำหน้าที่เป็นรากฐานของชีวิต หลักการควอนตัมกำหนดคุณสมบัติของอะตอมซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิต แต่กฎควอนตัมซึ่งอนุญาตให้อนุภาคอย่างอิเล็กตรอนอยู่ในสองตำแหน่งพร้อมกัน และบางครั้งก็ทำตัวเหมือนคลื่นแทนที่จะเป็นอนุภาค ดูเหมือนจะเป็นตัวขับเคลื่อนที่ไม่น่าเป็นไปได้ของกระบวนการควบคุมอย่างเข้มงวดของชีวิต คุณสมบัติควอนตัมที่แปลกประหลาดควรจะควบคุมวัตถุต่างๆ เช่น อะตอมแต่ละตัว ไม่ใช่สสารกลุ่มใหญ่อย่างเรดวู้ดหรือโรบิน

ตั้งแต่ดาราศาสตร์ไปจนถึงสัตววิทยา

สมัครรับข้อมูลข่าววิทยาศาสตร์เพื่อสนองความกระหายใคร่รู้ของคุณสำหรับความรู้สากล

ติดตาม

ขณะนี้ ด้วยหลักฐานที่เพิ่มขึ้นว่าความแปลกประหลาดทางควอนตัมมีอยู่จริงในระบบทางชีววิทยา นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาวิธีที่จะบอกว่าธรรมชาติใช้ประโยชน์จากผลกระทบเหล่านี้อย่างไรเพื่อให้ได้เปรียบ

Graham Fleming นักเคมีจาก University of California, Berkeley ผู้ร่วมเขียน รายงานประจำปี 2009 กล่าวว่า “เราไม่สามารถบอกธรรมชาติให้เพิกเฉยต่อกลศาสตร์ควอนตัมได้ ดังนั้นเราอาจจำเป็นต้องวัดมันและดูว่าเกิดอะไรขึ้น” เคมีสรุปผลการศึกษาล่าสุดที่แสดงผลควอนตัมในการสังเคราะห์ด้วยแสง

การทำความเข้าใจว่าระบบธรรมชาติใช้ผลควอนตัมเพื่อประโยชน์ของพวกเขาอย่างไรอาจช่วยให้นักวิจัยค้นพบวิธีควบคุมและใช้ประโยชน์จากกระบวนการดังกล่าวในท้ายที่สุด โดยการคัดลอกเทคนิคควอนตัมที่พืชใช้ ตัวอย่างเช่น นักวิจัยอาจสามารถพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ เช่น เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> เว็บสล็อตแท้