手性诱导的自旋选择性调控螺旋菌光合作用中的三线态形成

三线态的形成及其调控一直是理解生命系统光物理行为的核心课题。在有机体系中,过多的三线态形成会带来重大挑战——它不仅会促进光化学损伤,还会降低电荷分离过程的效率,因此对其调控至关重要。本文对螺旋杆菌反应中心中控制三线态形成的内在量子自旋动力学进行了理论研究,该系统在无任何内部磁场的条件下运行。基于林德布拉德形式的开放量子系统方法,该团队模拟了螺旋杆菌反应中心在电荷分离过程中发生的自旋相关自由基对动力学。该研究系统考察了三线态形成如何受到超精细耦合强度和复合速率这两个关键参数变化的影响,以及这种调控如何因手性诱导自旋选择性(CISS)与自由基对机制(RPM)的结合而进一步受到调节。研究结果表明,CISS效应在螺旋杆菌分子环境相关的整个参数空间中显著抑制了三线态形成,揭示了一种通过自旋控制在螺旋杆菌光合作用中运行的内在量子保护机制。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-05-08 13:15

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