تخيلوا الأيونات داخل المصيدة كأنها جزيئات تتناغم حركتها وتنقل الطاقة فيما بينها. تمكن العلماء لأول مرة من بناء نموذج محاكاة كهذا لفهم كيفية انتقال الطاقة في النظم البيولوجية. يفتح هذا المحاكي الكمومي الباب أمام فهم ظواهر كانت عصية على أقوى الحواسيب الفائقة.
يشبه نقل الطاقة في عملية البناء الضوئي مزلقة الأطفال: تنحني تحت وزن طفل مما يغير المسار للطفل التالي. وهكذا في الورقة: تعيد حالة الجزيء المثارة تشكيل 'المشهد' للجزيئات المجاورة على الفور.
يعيد الفيزيائيون إنتاج هذا التأثير على أيونات معلقة في حجرة مفرغة تعمل كمصيدة. تحاكي اهتزازاتها الجماعية قفز الطاقة، وتسمح الخصائص الكمومية بالتحكم الدقيق في العملية. يجعل هذا المحاكي ولأول مرة عمليات تدوم لفيمتوثانية (أجزاء ضئيلة من الثانية) مرئية — كانت في السابق تفلت من أي أجهزة.
تبادلت ثلاثة أيونات الطاقة بالفعل، مكونةً نظيراً للإكسيتون — موجة إثارة تسري عبر الخلية. ستكشف مئات الأيونات أسرار البناء الضوئي وتساعد في صنع بطاريات تحسد عليها الورقة. نشأت الفكرة من أعمال الرواد: ديفيد وينلاند وإجناسيو سيراك وبيتر زولر. والآن بدلاً من الصور الضبابية من التحليل الطيفي (تحليل توهج المادة) نرى مساراً واضحاً للطاقة في الهياكل الكربونية للجزيئات الحيوية.
🎯 تنقل الإكسيتونات في بكتيريا البناء الضوئي الطاقة بكفاءة تقارب 100% — لا يملك مهندسو الخلايا الشمسية إلا أن يحلموا بمثل هذا.