La photosynthèse quantique ? Une découverte inattendue

Dans un laboratoire, des chercheurs observent un étrange état qui se forme lorsqu'ils refroidissent des atomes à une température proche du zéro absolu. Par la fenêtre, ils voient les arbres capter la lumière du soleil pour leur croissance. Ces processus semblent sans rapport, mais une étude de l'Université de Chicago révèle que leurs mécanismes sont plus similaires qu'il n'y paraît.

L'étude, publiée dans PRX Energy le 28 avril, révèle des liens au niveau atomique entre la photosynthèse et les condensats d'excitons, un état étrange de la physique permettant une circulation sans friction de l'énergie dans un matériau. Cette découverte, non seulement intrigante sur le plan scientifique, pourrait également ouvrir de nouvelles perspectives dans la conception de dispositifs électroniques.


Selon le Prof. David Mazziotti, jamais aucun lien n'avait été fait entre les domaines de la photosynthèse et des condensats d'excitons jusqu'à présent.

En observant les chemins empruntés par plusieurs excitons, les chercheurs ont remarqué des schémas similaires à ceux observés dans les condensats de Bose-Einstein, parfois appelés "cinquième état de la matière". Dans ce matériau, les excitons peuvent se regrouper dans le même état quantique, permettant à l'énergie de se déplacer sans friction. Les modèles suggèrent que les excitons dans une feuille peuvent parfois se lier de manière similaire au comportement des condensats d'excitons.

Ce résultat est surprenant, car les condensats d'excitons n'ont été observés qu'à des températures bien inférieures à la température ambiante. Les chercheurs ont constaté que des "îlots" de condensats se forment, ce qui suffit à améliorer le transfert d'énergie dans le système et peut même doubler son efficacité.

Cette découverte pourrait conduire à la conception de nouveaux matériaux synthétiques.