Автор оригинала: Ethan Siegel. Перевод: Вячеслав Голованов. «Святой Грааль» любой физической системы – это 100% КПД. В большинстве условий это практически невыполнимая задача, поскольку с момента передачи любой формы энергии в систему она неизбежно теряется под воздействием различных факторов – переноса тепла, столкновений, химических реакций и т. д., – прежде чем выполнить конечную задачу, для которой она была создана.

Единственный способ, с помощью которого физикам удалось создать системы с практически идеальной эффективностью, – это довести природу до граничных условий:

• охладить до температур, близких к абсолютному нулю,
• обстрелять монохроматическими (лазерными) фотонами (кристаллические) системы с поглощающими решётками,
• или довести до таких экстремальных условий, как сверхпроводимость и сверхтекучесть.

Но природа подарила нам удивительное исключение из этого правила: растения. Скромное растение, как и другие, более примитивные фотосинтезирующие организмы (например, некоторые виды бактерий и протистов), поглощает часть солнечного света с определёнными (синими и красными) длинами волн, чтобы преобразовать эту световую (фотонную) энергию в сахар в ходе сложного процесса фотосинтеза. Однако каким-то образом, несмотря на то, что ни одно из вышеперечисленных физических условий не соблюдается, почти 100 % поглощённой энергии преобразуется в энергию электронов, которые затем создают эти сахара в процессе фотосинтеза.

Всё то время, что нам был знаком основной химический путь фотосинтеза, такая эффективность оставалась для нас загадкой. Но благодаря совместной работе квантовой физики, химии и биологии мы наконец-то можем получить ответ, и ключом к нему является биологический беспорядок.