Как квантовая физика связана с биологическими процессами и какие исследования проводятся в настоящее время в этой области?

Квантовая биология - это отрасль науки, использующая квантовую механику для объяснения биологических процессов, таких как магнитоприемка птиц, фотосинтез и зрение. Квантовая механика - это наука очень малого размера (субатомный уровень). В таких масштабах частицы ведут себя совсем иначе, чем даже мельчайшие формы жизни, такие как бактерии. Примером этого является способность частицы существовать в двух местах одновременно.

Птичий магнитоприемник относится к способности птицы перемещаться с помощью магнитного поля Земли. Магнитный датчик птицы активируется, когда свет попадает на сетчатку глаза. Когда это происходит, образуются два свободных радикала. Эти частицы помогают птицам почувствовать ориентацию магнитного поля Земли. Считается, что они связаны между собой квантовым запутыванием. Квантовая запутанность - это способность двух частиц оставаться связанными, несмотря на разделение.

Фотосинтез - это процесс, используемый растениями и некоторыми микроорганизмами для обеспечения себя питательными веществами и выброса кислорода в атмосферу. Энергия для фотосинтеза питается от света. Фотоны (лёгкие частицы) должны попасть в реакционный центр фотосинтеза, чтобы это произошло. Почему-то почти все фотоны способны пройти наиболее эффективный путь. Считается, что фотоны используют когерентность, чтобы найти свой путь. В этом случае согласованность дает фотонам возможность отбирать несколько маршрутов одновременно, а затем перемещаться по наиболее эффективному маршруту.

Согласованность также играет определенную роль в концептуальном видении. Одной из самых быстрых известных химических реакций является фотоизомеризация родопсина (белка, участвующего в замедлении изменений в освещении). Это происходит, как только он вступает в контакт со светом. Как и при фотосинтезе, считается, что когерентность направляет частицы к наиболее эффективному пути.