Fotosyntéza je nesmírně důležitý proces, který umožňuje přeměnit sluneční záření na chemickou energii. Řeší se tak problém přeměny světla na energii a zároveň i uložení této energie pro pozdější použití. Tento proces využívají zelené rostliny a řada dalších organismů a věda se mu snaží plně porozumět již více jak sto let. Nové poznatky mají nyní vědci díky rozvoji laserů a publikoval je i prestižní časopis Nature Chemistry.

„Zatímco obecné zákonitosti fotosyntézy jsou poměrně dobře prozkoumány, procesy na samém počátku – po absorpci světla – zůstávaly dlouho mimo dosah vědy,“ řekl Karel Žídek z Ústavu fyziky plazmatu AV ČR a centra TOPTEC (Regionální Centrum speciální optiky a optoelektronických systémů v Turnově). Na výzkumu se podílel také David Bína z Biologického centra AV ČR.

Přenos energie totiž probíhá velmi rychle a není možné jej běžnými prostředky rozklíčovat. „Pro představu - pokud porovnáme historii celého vesmíru (cca 14 miliard let) a délku 1 minuty, dostaneme stejný poměr jako mezi 1 minutou a desítkami femtosekund. To je časová škála, kterou se náš článek zabývá,“ doplnil Karel Žídek.

Až rozvoj laserů, které dokáží generovat velmi krátké pulsy, a nové experimentální metody (obecně nazývané ultrarychlá spektroskopie) umožnily pochopit děje, které se skrývají za přenosem energie od „antén“, které absorbují světlo, až k místu, kde probíhá přeměna na chemickou energii. Měření v laboratořích Donata Zigmantase z Lundské univerzity ve Švédsku, podpořené teoretickými výpočty, umožnilo s mnohem větší přesností rozklíčovat probíhající procesy ve fotosyntéze.

Ústav fyziky plazmatu AV ČR, prostřednictvím centra TOPTEC, aktivně spolupracuje s Univerzitou v Lundu. Další experimentální práce, které probíhají za podpory Laser Lab Europe, přinášejí nové výsledky spolupráce, které umožní další pokrok v oblasti ultrarychlé spektroskopie a spektroskopie obecně.

Připravila: Vlaďka Coufalová, Odbor mediální komunikace Kanceláře AV ČR z podkladu Ústavu fyziky plazmatu AV ČR
Foto: Marcelo Alcocer (Na fotografii část optického uspořádání, které se při měření používalo.)