La lumière du soleil est comme un flux continu de balles frappant un mur. Les protéines antennes des bactéries photosynthétiques attrapent ces « balles » (photons), mais parfois l'impact est trop fort, et dans le « mur » — la molécule de chlorophylle — une vibration dangereuse apparaît, l'état triplet. Si on ne l'éteint pas, il peut générer de l'oxygène singulet agressif qui brûlerait toute la structure. Le rôle d'extincteur est joué ici par les molécules de caroténoïdes : elles absorbent l'énergie dangereuse et la dissipent en chaleur.
Jusqu'à présent, on ne savait pas exactement comment le caroténoïde obtenait cette énergie. Soit directement depuis la chlorophylle, soit en générant lui-même des triplets via un processus semblable à la division d'une impulsion forte en deux plus faibles (fission singulet). Pour comprendre cela, le bruit spectral gênait — les signaux des différents processus se superposaient, comme des voix dans une pièce bondée. Les auteurs de l'étude ont utilisé une méthode comparable au réglage d'un récepteur radio sur différentes fréquences. En utilisant la spectroscopie Raman stimulée femtoseconde dans différentes conditions de résonance, ils ont séparé les signaux qui se chevauchaient. Il s'est avéré que dans la protéine LH2 de la bactérie Rhodoblastus acidophilus, le triplet du caroténoïde naît presque exclusivement par transfert d'énergie depuis le bactériochlorophylle, et non par fission singulet.
Curieusement, dans la protéine, on a observé une paire de triplets intriquée qui vivait huit fois plus longtemps que dans une solution liquide. Mais ce retard n'a pas conduit à la séparation en deux triplets indépendants et n'a pas déclenché de réaction nocive avec la chlorophylle. La nature a créé un fusible fiable : l'énergie suit un seul itinéraire sûr, comme l'eau dans un déversoir de secours d'un barrage, sans endommager la station.
Les caroténoïdes ne sont pas seulement des protecteurs dans la photosynthèse. Ils donnent aussi leur couleur orange aux carottes et aident notre vision en se transformant en vitamine A.