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Las plantas utilizan mecánica cuántica para aprovechar hasta 95% de la luz solar en la fotosíntesis

Fotosintesis

En la investigación sobre fuentes de energía limpia y sustentable, los científicos han volteado a ver el mundo natural para aprender de sus eficientes métodos de ahorro y uso de energía.

En esta investigación descubrieron que las plantas y otros organismos que sintetizan luz solar a través de la fotosíntesis consiguen una eficiencia energética de 95%; esto quiere decir que hay muy poco desperdicio en sus procesos, a diferencia de nuestras celdas solares para fotosíntesis artificial, donde el patrón de eficiencia se invierte y no toda la luz solar es aprovechada.

Pero aún más increíble es que las plantas parecen lograr este grado de aprovechamiento utilizando un método que antes sólo era conocido en la física cuántica, y que al reproducirlo en condiciones controladas sorprendió a los mismos investigadores. A través de algo llamado coherencia la física cuántica explica sistemas como un par de péndulos que se transfieren energía el uno al otro de modo cíclico. Al interior de las plantas parece ocurrir algo similar.

La coherencia es lo que permite a las partículas elementales de la luz (los fotones) encontrar las rutas más efectivas a su interior, en el proceso en que la planta transforma la luz en carbohidratos. Cuando un fotón excita las moléculas al interior de la célula de la planta, esta no simplemente se forma detrás del fotón anterior para esperar su turno, sino que un mismo fotón es capaz de seguir diferentes cursos de acción al mismo tiempo, encontrando su camino a la zona de reacciones donde ocurre la química de la fotosíntesis –todo en un tiempo récord de menos de un millón de billonésimo de segundo, o para fines prácticos, de manera instantánea.

Este descubrimiento, cuyo crédito es de Niek van Hulst del Instituto de Ciencias Fotónicas de Castelldefels, España, podría ayudar a diseñar materiales que imiten el comportamiento de las plantas para aprovechar la luz y transformarla en energía eléctrica. Tal vez ya nos esperan ahí los nuevos métodos, latiendo silenciosamente en el interior de cada una de las hojas de todos los árboles.

[MNN]

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