Когда солнечный свет попадает на молекулы гелиобактерий, те действуют подобно венчикам кухонного миксера: захватывают энергию и раскручивают электроны в строго определённом направлении. Однако иногда это вращение сбивается — возникают триплетные состояния, своего рода «застрявшие» частицы, которые можно представить как венчик, на миг замерший и дёрнувшийся в обратную сторону. Такое нарушение грозит разбрызгиванием избыточной энергии, способной повредить углеродные компоненты клетки.

Эти бактерии, освоившие фотосинтез ещё в бескислородной атмосфере древней Земли, выработали изящную защиту — квантовый фильтр, известный как эффект CISS (хирально-индуцированная спиновая селекция). Он работает по принципу селективного пропускания: через него проходят только электроны с правильным направлением спина, словно деталь миксера всегда успевает занять нужную позицию до включения. Благодаря этому нежелательные триплеты не накапливаются, и клеточные структуры остаются целыми.

Тончайшая спектроскопия позволила учёным зафиксировать работу этого механизма. Важное открытие: эффект CISS безотказно действует даже в тёплой и влажной среде, тогда как ранее считалось, что подобные квантовые явления требуют экстремально низких температур. Как именно спектроскопия подтвердила это — детектируя характерные сигналы спиновых состояний, — остаётся за кадром, но сам факт надёжности в биологических условиях установлен.

Теперь инженеры пытаются воспроизвести CISS в солнечных батареях, чтобы предотвратить постепенную потерю производительности. Природа отлаживала свой квантовый миксер миллиарды лет — нам остаётся лишь перенять этот опыт.