光合成とは、植物や他の生物が光エネルギーを化学エネルギーに変換するプロセスです。このプロセスは、植物細胞に見られる緑色の色素であるクロロフィル分子による光の吸収から始まります。次に、光からのエネルギーを使用して、クロロフィル分子の電子を励起し、電子がより高いエネルギーレベルに移動します。
励起された電子は、細胞内の他の分子に伝達され、グルコースなどのエネルギーが豊富な分子を生成する化学反応を促進するために使用されます。
研究チームは、時間分解光電子分光法と呼ばれる技術を使用して、化学反応中の電子の動きを追跡しました。この手法により、光に励起され、分子間で伝達されるため、電子のエネルギーと運動量を測定することができました。
この研究の結果は、励起電子がクロロフィル分子から100フェムト秒未満（100秒の秒）で近くの分子に移動したことを示しました。この非常に速いエネルギーの移動は、光合成や他の光駆動プロセスに不可欠です。
この研究はまた、電子の動きが反応に関与する分子の構造によって強く影響されたことを明らかにしました。この発見は、特定の構造で分子を設計することにより、光合成およびその他の光駆動プロセスの効率を改善できることを示唆しています。
この研究から得られた新しい洞察は、光エネルギーを化学エネルギーに変換するより効率的な太陽電池やその他のデバイスの開発につながる可能性があります。
研究チームは、カリフォルニア大学バークレー校、ローレンスバークレー国立研究所の科学者が率いていました。この研究は、米国エネルギー省と国立科学財団によって資金提供されました。
