6 подписчиков
Читаю книгу Джим Аль-Халили, Джонджо Макфадден "Жизнь на грани".
Цитаты и выдержки ниже.
...
Хопфилд (изобретатель ассоциативной нейронной сети), опубликовал работу о переносе электронов, в которой объяснил результаты эксперимента Де-волта и Чанса, указав на то, что при высокой температуре энергии колебаний молекул будет достаточно для того, чтобы электроны могли достичь вершины барьера без туннелирования. При снижении температуры энергии колебаний недостаточно. Однако реакция не прекращалась при низких температурах потому что в этом случае электрон приводился в положение, при котором оказывался на середине склона холма.
В наши дни ученые не ставят под сомнение тот факт, что электроны путешествуют по дыхательным цепям путем квантового туннелирования. Это позволяет отнести реакции покорения энергии в живых и (нефотосинтезирующих) микробных клетках строго к сфере квантовой биологии. Электроны очень легкие, даже по меркам квантового мира и поведение их имеет волновую природу. Обоснованными являются представления об электронах в атоме как о расфокусированном волновом облаке «электронности». Поэтому, не удивительно, что электронные волны способны проходить сквозь энергетические барьеры, словно звуковые волны сквозь стены, даже в биосистемах.
...
Эксперименты показали, что и относительно крупные частицы осуществляют квантовое туннелирование в ходе ферментативных реакций, например протон, который в две тысячи раз тяжелее электрона .
...
Фермент коллагеназа стимулирует перенос электронов и перемещает протоны чтобы ускорить распад коллагеновой цепи. Данная реакция является одним из самых распространенных типов манипулирования частицами, которое осуществляют ферменты. Под словосочетанием «атом водорода» могут подразумеваться разные частицы: нейтральный атом водорода (H), состоящий из электрона, окружающего ядро атома (протон); положительно заряженный ион водорода (H +), представляющий собой голое ядро — протон без электрона; или отрицательно заряженный ион — атом водорода с дополнительным электроном (H -).
...
Перемещение атомов (протонов) водорода внутри одной молекулы или между двумя разными не обязательно подразумевает квантовый эффект, для объяснения которого надо обращаться к туннелированию. В большинстве реакций, протекающих при температурах, при которых возможна жизнь, протоны перемещаются от молекулы к молекуле в основном неквантовыми тепловыми скачками.
...
Клинман указывала на большое значение туннелирования протонов для молекулярного механизма жизни. Открытие было совершено ею в ходе изучения фермента алкогольдегидрогеназы (АДГ), чья функция заключается в переносе протона из молекулы спирта в другую небольшую молекулу НАД+ и образовании НАДН (молекулы, которая является основном энергетическом барьером клетки, никотинамидадениндинуклеотида). Клинман удалось подтвердить возможность туннелирования протонов, используя технику кинетического изотопного эффекта.
...
Если вы пробовали заехать на вершину холма на велосипеде, то вас наверняка обгоняли пешеходы. На ровной дороге, управляя велосипедом, вы без труда обогнали бы всех пешеходов и даже бегунов. Так почему же езда на велосипеде по склону холма становится менее продуктивной? Вес велосипеда работает против вас. Однако наш пример скорее говорит о том, что важен не только вес объекта, но и тип движения.
...
Атомы любого химического элемента бывают разного веса. Каждый элемент определяется количеством протонов в ядре, которое совпадает с количеством электронов, окружающих ядро. Так, в ядре водорода находится один протон, в ядре гелия — два, лития — три и т. д. Ядра атомов содержат не только протоны, но и нейтроны. Если в ядро попадают нейтроны, он становится тяжелее. Атомы одного элемента, с разным количеством нейтронов в ядре, называются изотопами. Обычный изотоп водорода — самый легкий, поскольку состоит только из одного протона и электрона. Существует еще два более редких изотопа водорода: дейтерий (D), имеющий один лишний электрон, и тритий (T), у которого два лишних электрона.
...
3 минуты
18 июля