19:12 14 ديسمبر/ كانون الأول 2017
مباشر
    علماء روس

    فيزيائيون روس يستخدمون المحاكاة الكمومية لفك وتشفير رموز آليات التمثيل الضوئي

    © Sputnik.
    مجتمع
    انسخ الرابط
    1 0 0

    قام فريق دولي من العلماء الفيزيائيين من الجامعة الوطنية للأبحاث النووية التابعة "لمعهد موسكو للفيزياء الهندسية"، ومركز الكم الروسي، وجامعة كارلسروي وجامعة ماينتس من ألمانيا باستخدام نمذجة تصميم العمليات والتي يمكنها أن تساعد في فك وتشفير رموز آليات التمثيل الضوئي.

    وتم نشر المقالة في مجلة nature communications العلمية.

    وغالبا ما يفهم بأن التمثيل الضوئي هو مجمل عمليات التخصيب، وتحويل استخدام الطاقة الضوئية في مختلف المجالات، بما في ذلك، بتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مادة عضوية مع إطلاق الأوكسجين. وفيما يتعلق بانخفاض كمية النباتات على سطح الأرض، تم استنساخ عملية التمثيل الضوئية في ظروف صناعية وفي هذه اللحظة هي مهمة للغاية. ولكن من يتم تكرار هذه العملية، من البداية، فمن الضروري أن نفهمه.

    ولكن مع ذلك، تبين أن المهمة صعبة للغاية وهي تشبه الجوزة القاسية، ولإيجاد الإجابات عن بعض الأسئلة لا يوجد ما يكفي من قوة هائلة من الكمبيوترات في العالم. ولذلك، فإن الباحثين لجؤوا إلى النمذجة بمساعدة أجهزة كمية من أجهزة الكمبيوتر.

    "إن الضوء أثناء امتصاصه لمادته يتفاعل مع إهتزازات الروابط من الذرية إلى الجزيئيات، وخاصة مع تلك التي مسؤولة عن التمثيل الضوئي. كما وإن هذه الخصائص تسمح للذبذبات بأن تخزن كميات كبيرة من كميات الضوء، والتي يقصد بها الطاقة. وكذلك وكما هو معروف أيضا أنه في عملية التمثيل الضوئي، يتم امتصاص كمية من الضوء (أصغر قياس لطاقة الموجات الكهرومغناطيسية) — الفوتون وطاقته يتم تفاعله مع المادة، التي يتم امتصاصها بشكل كامل تقريبا. حيث أن كفاءة هذه العملية تكون أكثر من 50 %. وهذه عملية عالية جدا من الكفاءة لتحويل الطاقة من الضوء إلى الطاقة "المخزنة" في المخزن"، — كما يؤكد ذلك أليكسي أوستينوف، رئيس مختبر "المواد الفوقية الفائقة التوصيل" في الجامعة الوطنية للأبحاث النووية التابعة "لمعهد موسكو للفيزياء الهندسية" ومدير مجموعة مركز الكم الروسي.

    في هذه الحالة، تم أخذ مكعبات الذرات الاصطناعية كخلايا الذاكرة من كميات الكمبيوتر — الذرات المكدسة.

    وهم يتصرفون مثل الجسيمات الطبيعية، والتي لديها نفس الكمية على المستوى الرفيع. ولكن هيكلها (وبالتالي، وخصائصها الفيزيائية) التي تمكنها من التغيير على الفور. وعلى وجه الخصوص، فإن المسافة بين مستويات الطاقة، أي يقصد بها مقدار الطاقة التي تكون ضرورية لكي تنتقل من مستوى إلى مستوى آخر. ومن الضروري لقياسات الكم هو وجود درجة حرارة منخفضة — وتم إبقائها على مستوى 20 ميليكيلفين، والتي تكون تقريبا صفر على الإطلاق! وإن مثل هذا "الصقيع" الشديد هو ضروري للتذبذبات الحرارية التب لا تتداخل مع مراقبة العمليات الميكانيكية الكمية.

    كما أن مصطلح "التوصيل الفائق" يعني بأن مادة الكوبيت لديها مقاومة كهربائية صفرية عندما تصل درجة الحرارة أقل من القيمة المعينة. وهذا أيضا ضروري لتحييد الحركة التي لا لزوم لها من الإلكترونات. ولقراءة حالة الكوبيت (ما هو أساس طريقة الحساب في الكمبيوترات الكمومية) تم استخدام التغييرات في وتيرة الضوء. والنظام، الذي يوجد فيه سوى فوتون واحد ونظام واحد من مستويين اثنين، أي أنه ذرة اصطناعية، والذي يمكن حسابه على جهاز الكمبيوتر العادي. ولكن في الواقع، فإنه يوجد الكثير من الفوتون، التي يمكنها التفاعل مع العديد من النظم الإصطناعية، والتي تسمح للكمبيوتر الكمي في الحساب بنظام معقد مماثل للعملية الطبيعية للتمثيل الضوئي. 

    انظر أيضا:

    علماء: تناول 3 أقداح من القهوة يوميا يقي العديد من الأمراض
    علماء يحددون السبب الرئيسي لتطور الحياة على الأرض
    علماء النفس: أنواع كحول مختلفة تثير مشاعر معينة
    الكلمات الدلالية:
    حياة روسيا, أخبار روسيا, أخبار روسيا اليوم, فيزيائيون, آليات, علماء, روسيا الاتحادية, ألمانيا, روسيا
    معايير المجتمعنقاش
    التعليق بواسطة Facebookالتعليق بواسطة Sputnik