Le transfert d'énergie dans la photosynthèse ressemble à un toboggan : il s'affaisse sous le poids d'un enfant, modifiant la trajectoire du suivant. De même dans une feuille : l'état excité d'une molécule redessine instantanément le « paysage » de ses voisines.
Des physiciens reproduisent cet effet avec des ions suspendus dans une chambre à vide servant de piège. Leurs vibrations collectives imitent le saut d'énergie, et leurs propriétés quantiques permettent de contrôler le processus avec précision. Ce simulateur rend pour la première fois visibles des processus qui durent des femtosecondes (des fractions infinitésimales de seconde) — auparavant, ils échappaient à tous les instruments.
Trois ions ont déjà échangé de l'énergie, créant un analogue d'exciton — une onde d'excitation qui parcourt la cellule. Des centaines d'ions révéleront les secrets de la photosynthèse et aideront à créer des batteries dont la feuille pourrait être jalouse. L'idée est née des travaux de pionniers : David Wineland, Ignacio Cirac et Peter Zoller. Désormais, au lieu d'images floues de spectroscopie (l'analyse de la lumière émise par la matière), nous voyons clairement le parcours de l'énergie dans les charpentes carbonées des biomolécules.
Les excitons chez les bactéries photosynthétiques transfèrent l'énergie avec une efficacité de près de 100 % — les ingénieurs de panneaux solaires ne peuvent que rêver d'une telle performance.