Chào mừng Quý độc giả đến với trang thông tin điện tử của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam

Tin nổi bật
Thành tích

Huân chương Ðộc lập

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Huân chương Lao động

- Hạng 1 - Hạng 2 - Hạng 3

Giải thưởng Nhà nước

- Nghiên cứu dinh dưởng và thức ăn gia súc (2005)

- Nghiên cứu chọn tạo và phát triển giống lúa mới cho xuất khẩu và tiêu dùng nội địa (2005)

Giải thưởng VIFOTEC

- Giống ngô lai đơn V2002 (2003)

- Kỹ thuật ghép cà chua chống bệnh héo rũ vi khuẩn (2005)

- Giống Sắn KM 140 (2010)

 

Trung tâm
Liên kết website
lịch việt
Thư viện ảnh
Video
Thiết lập chuỗi giá trị nông sản thông minh và an toàn tại Việt Nam Cà chua bi

Thống kê truy cập
 Đang trực tuyến :  10
 Số lượt truy cập :  37269256
Phát hiện dấu hiệu của trạng thái vật chất thứ năm trong quang hợp
Thứ sáu, 02-06-2023 | 08:04:30
Ở cấp độ nguyên tử, quá trình quang hợp hoạt động giống với khi nhiệt độ giảm xuống gần độ 0 tuyệt đối, cho phép vận chuyển năng lượng mà không tốn ma sát.
 
Ngoài trời, cây quang hợp và biến ánh nắng thành những chiếc lá mới. Còn trong phòng thí nghiệm, khi hạ nhiệt độ nguyên tử xuống độ 0 tuyệt đối (-273,15oC), các nhà khoa học quan sát thấy một trạng thái kỳ lạ của vật chất. Tuy bề ngoài không có vẻ liên quan, song nghiên cứu mới đã thấy điểm chung giữa hai hiện tượng này, và chúng có thể giúp đưa ra cách thiết kế mới cho đồ điện tử.
 
Quang hợp là quá trình lá cây hấp thụ ánh nắng và chuyển đổi thành chất đường. Ở cấp độ nguyên tử, Mặt trời giải phóng các hạt năng lượng gọi là photon. Khi một photon va trúng lá cây, nó làm thay đổi một phân tử có cấu tạo đặc biệt, khiến cho một electron ở đó bật ra. Cái “lỗ” do electron mất đi tạo ra sẽ hút một electron khác ở gần đó để lấp chỗ. Cứ như vậy, electron và cái “lỗ” từng chứa nó di chuyển quanh lá và mang năng lượng Mặt trời đến một khu vực khác, nơi năng lượng đó kích hoạt phản ứng hóa học tạo ra chất đường cho cây. Cặp electron và lỗ này được gọi là một exciton.
 
Các nhà nghiên cứu ở Đại học Chicago, Mỹ, đã mô phỏng trên máy tính những tương tác phức tạp ở cấp độ phân tử khi quang hợp diễn ra, vì quá trình này không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Khi mô phỏng và quan sát bao quát nhiều exciton di chuyển cùng lúc trong quá trình quang hợp, họ nhận thấy các exciton này di chuyển theo một lối đi có hình dạng đặc biệt quen thuộc. Thật vậy, cách di chuyển này trông giống hoạt động của chất liệu trong hiện tượng mà đôi khi được coi là “trạng thái vật chất thứ năm”.
 

 

Ở mức độ nguyên tử, quá trình quang hợp giống với trạng thái của nguyên tử khi được làm lạnh tới gần độ 0 tuyệt đối. Ảnh: Greg Brave

Ở mức độ nguyên tử, quá trình quang hợp giống với trạng thái của nguyên tử khi được làm lạnh tới gần độ 0 tuyệt đối. Ảnh: Greg Brave
 
Chúng ta thường nghe nói tới 4 trạng thái của vật chất quan sát được trong cuộc sống hằng ngày là rắn, lỏng, khí và plasma. Nhưng ở nhiệt độ ở mức gần độ 0 tuyệt đối, một hiện tượng lạ xuất hiện, đó là trạng thái ngưng tụ Bose-Einstein, hay còn được gọi là trạng thái vật chất thứ năm. Khi ở trạng thái này, các exciton kết nối với nhau thành cùng một trạng thái lượng tử, giống như một bộ chuông cùng hòa nhịp gióng lên vậy. Điều này cho phép năng lượng di chuyển quanh vật liệu với ma sát bằng 0.
 
Những hoạt động kì lạ như thế này thường thu hút các nhà khoa học vì có thể dùng chúng để tạo ra các công nghệ rất ấn tượng. Ví dụ, tính siêu dẫn, một hiện tượng liên quan, là nền tảng của công nghệ chụp cộng hưởng từ.
 
Theo các nhà nghiên cứu, đây là lần đầu tiên có sự liên hệ giữa quang hợp và ngưng tụ exciton. Hiện tượng ngưng tụ mới chỉ được quan sát thấy khi vật liệu được làm lạnh hơn hẳn nhiệt độ phòng, trong khi quang hợp lại diễn ra ở nhiệt độ thường. Ngoài ra, bộ máy quang hợp có cấu trúc hỗn tạp, khác hẳn với cấu trúc vô cùng trật tự thường được dùng để tạo ra ngưng tụ exciton. Có thể nói phát hiện này đáng ngạc nhiên như việc thấy các viên đá có thể hình thành trong một cốc cà phê nóng vậy.
 
Hiện tượng diễn ra trong quang hợp không phải là sự biến đổi hoàn toàn, mà nó giống như hình thành các “đảo” ngưng tụ hơn. Tuy nhiên, như thế vẫn là đủ để tăng hiệu suất truyền năng lượng của hệ thống này.
 
Theo mô hình, hiện tượng này có thể giúp quang hợp hiệu quả gấp đôi. Hiểu biết mới mở ra khả năng chế tạo các chất liệu tổng hợp trong tương lai bởi vì một trạng thái giúp tăng hiệu quả như thế này vẫn có thể diễn ra ở điều kiện thực tế chứ không nhất thiết đòi hỏi điều kiện đặc biệt như các nhà khoa học đã nghĩ từ trước tới nay.
 
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí PRX Energy.
 

 

Trở lại      In      Số lần xem: 342

[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
  • Rau chân vịt hoang dại mở ra con đường để tạo ra các giống rau chân vịt kháng bệnh
  • Vai trò của quản lý độ ẩm đất và cô lập carbon trong nông nghiệp đối với việc giảm thiểu phát thải khí nhà kính
  • Tuần tin khoa học 948 (30/06-06/07/2025)
  • Hậu quả của việc trồng quá nhiều ngô Bt ở Hoa Kỳ
  • Cộng sinh kép với hai loài nấm rễ (arbuscular mycorrhizal fungi) giúp cây khỏe mạnh hơn
  • Bảo vệ mùa vụ trước những thách thức trong tương lai đòi hỏi nỗ lực khẩn trương và bền bỉ
  • Tuần tin khoa học 945 (09-15/06/2025)
  • Protein kháng bệnh ở thực vật bất ngờ thúc đẩy quá trình già hóa trong nghiên cứu tại phòng thí nghiệm
  • Thực vật không quan tâm đến trọng lực trong lúc diễn ra hạn hán để tìm kiếm nước
  • Trí tuệ nhân tạo và di truyền học có thể giúp nông dân trồng ngô với ít phân bón hơn
  • Phân tử thực vật mới thúc đẩy sự cộng sinh giữa thực vật và nấm để cải thiện cây trồng
  • Phương pháp mới mang lại góc nhìn mới về sự suy giảm côn trùng
  • Nghiên cứu phát hiện hợp chất có thể chế ngự vị cay của trái ớt
  • Tuần tin khoa học 492 (15-21/08/2016)
  • Sử dụng cây che phủ để loại bỏ chất ô nhiễm khỏi đất canh tác
  • Hấp thu không khí, tạo ra năng lượng
  • Tác động của pH đến năng suất, sự phát triển rễ và hấp thụ dinh dưỡng của cây hồ tiêu (Piper nigrum L.)
  • Sâu bệnh hại ngô chịu ảnh hưởng của khí hậu
  • Phản ứng với stress mặn của lúa (Oryza sativa L.) với sự đa dạng ở giai đoạn lúa trổ đến thu hoạch
  • Ảnh hưởng của ba khoảng cách hàng trên các đặc tính nông học và năng suất của năm giống đậu nành [Glycine max (L.) MERR.] vụ xuân hè 2015 tại tỉnh Vĩnh Long
Designed & Powered by WEBSO CO.,LTD