ஒளிச்சேர்க்கைக்கு ஒரு ஃபோட்டான் (Photon in photosynthesis) போதுமானது. ஒளியை இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றும் உயிரியல் செயல்முறையின் முதல் படிகளைத் தூண்டுவதற்கு ஒளியின் ஒரு துகள் மட்டுமே தேவை என்று விஞ்ஞானிகள் தெரிவிக்கின்றனர்.
ஒளிச்சேர்க்கையின் எதிர்வினைகள் ஒரு ஃபோட்டானை உறிஞ்சுவதன் மூலம் தொடங்குகின்றன என்று விஞ்ஞானிகள் நீண்ட காலமாக கருதினாலும், அது இன்னும் நிரூபிக்கப்படவில்லை, என்று பெர்க்லி கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகத்தின் இயற்பியல் வேதியியலாளர் கிரகாம் ஃப்ளெமிங் கூறுகிறார். அவரும் சக ஊழியர்களும் “முழு விஷயத்தையும் தொடங்க ஒரு ஃபோட்டான் போதுமானது என்பது உண்மையா என்று நாங்கள் பார்க்க வேண்டும்” என்று முடிவு செய்தனர்.
பூமியின் மேற்பரப்பில் விழும் சூரிய ஒளி மனிதக் கண்களுக்குப் பளிச்சென்று தெரிகிறது. ஆனால் சிறிய அளவுகளில், இது ஃபோட்டான்களின் துளிகள் என்று மொழிபெயர்க்கிறது. தாவரங்கள் மற்றும் பாக்டீரியாக்களில் ஒளிச்சேர்க்கைக்கு மையமாக இருக்கும் சிறிய குளோரோபில் மற்றும் பாக்டீரியோகுளோரோபில் மூலக்கூறுகளின் அளவு, சூரிய ஒளியின் பொருத்தமான அலைநீளங்களின் சில பத்து ஃபோட்டான்கள் ஒரு வினாடிக்கு ஒரு சதுர நானோமீட்டரில் விழுகின்றன.
ஒளிச்சேர்க்கையில் பல ஆய்வக சோதனைகள் லேசர்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. மிகவும் சக்திவாய்ந்த ஒளி மூலங்கள், எதிர்வினைகளை உதைக்க பயன்படுத்துகின்றன. அதற்கு பதிலாக, கிரஹாமும் சக ஊழியர்களும் ஒரே நேரத்தில் இரண்டு ஃபோட்டான்களை உருவாக்கும் ஒளியின் மூலத்தைப் பயன்படுத்தினர். இரண்டு ஃபோட்டான்கள் எப்போது வெளியிடப்பட்டன என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்களுக்குத் தெரியப்படுத்த ஒரு ஃபோட்டான் ஒரு ஹெரால்டாக செயல்பட்டது.
மற்ற ஃபோட்டான் ஒளிச்சேர்க்கை பாக்டீரியமான ரோடோபாக்டர் ஸ்பேராய்டுகளிலிருந்து ஃபோட்டான் உறிஞ்சும் கட்டமைப்புகளைக் கொண்ட ஒரு கரைசலில் சென்றது. ஒளி அறுவடை 2 வளாகங்கள் அல்லது LH2 என அழைக்கப்படும் இந்த கட்டமைப்புகள் இரண்டு பாக்டீரியோகுளோரோபில் மற்றும் பிற மூலக்கூறுகளால் ஆனவை.
ஒரு சாதாரண ஒளிச்சேர்க்கை எதிர்வினையில், LH2 ஒரு ஃபோட்டானை உறிஞ்சி அதன் ஆற்றலை மற்றொரு LH2 வளாகத்திற்கு அனுப்புகிறது. பின்னர் மற்றொன்று சூடான உருளைக்கிழங்கு விளையாட்டைப் போன்றது. இறுதியில் ஆற்றல் மற்றொரு வகை வளையத்தை அடைகிறது. இது ஒளி-அறுவடை 1 வளாகம் அல்லது LH1 என்று அழைக்கப்படுகிறது.
பின்னர் அதை எதிர்வினை மையத்திற்கு அனுப்புகிறது. அங்கு ஆற்றல் இறுதியாக பாக்டீரியம் பயன்படுத்தக்கூடிய வடிவமாக மாற்றப்படுகிறது. சோதனையில், LH1 இல்லை, எனவே LH2 அதற்குப் பதிலாக வேறு அலைநீளத்தின் ஃபோட்டானை வெளியிடுகிறது. இது ஒளிச்சேர்க்கையின் முதல் படியான LH2 இன் முதல் வளையத்திலிருந்து இரண்டாவது வளையத்திற்கு ஆற்றல் மாற்றப்பட்டதற்கான அறிகுறியாகும்.
ஆராய்ச்சியாளர்கள் அந்த இரண்டாவது ஃபோட்டானைக் கண்டறிந்தனர். மேலும் கண்டறிதல் நேரங்களை ஆரம்ப ஹெரால்ட் ஃபோட்டான்களுடன் ஒப்பிடுவதன் மூலம், LH2 விஷயங்களை உதைக்க ஒரு ஃபோட்டானை மட்டுமே உறிஞ்ச வேண்டும் என்பதை உறுதிப்படுத்தினர். தாவரங்கள் மற்றும் பாக்டீரியாக்கள் ஒளிச்சேர்க்கைக்கு வெவ்வேறு செயல்முறைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.
ஆனால் ஆரம்ப படிகள் ஒரே மாதிரியானவை, தாவரங்களிலும், ஒரு ஃபோட்டான் ஆரம்ப படிகளை அமைக்கும், என்று ஃப்ளெமிங் கூறுகிறார். இருப்பினும், தாவரங்களில், எதிர்வினையை முடிக்க பல சுயாதீனமாக உறிஞ்சப்பட்ட ஃபோட்டான்கள் தேவைப்படுகின்றன.
ஸ்காட்லாந்தில் உள்ள கிளாஸ்கோ பல்கலைக்கழகத்தின் உயிர் வேதியியலாளர் ரிச்சர்ட் கோக்டெல் கூறுகிறார், ஒற்றை ஃபோட்டான்களின் பங்கு ஆச்சரியமாக இல்லை. ஆராய்ச்சியாளர்கள் செய்த முக்கியமான விஷயம், புதிய நுட்பத்தை நிரூபிப்பது என்று அவர் கூறுகிறார். “இதைச் செய்வதன் மூலம் இயற்கையில் என்ன நடக்கிறது என்பதை நீங்கள் அடிப்படையில் விசாரிக்க முடியும்,” என்று அவர் கூறுகிறார்.
ஒளிச்சேர்க்கை குவாண்டம் இயற்பியலில் தங்கியிருப்பதாக சில விஞ்ஞானிகள் சந்தேகிக்கின்றனர். புதிய நுட்பம் குவாண்டம் விளைவுகளின் பங்கைத் தீர்க்க முடியுமா என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை என்றாலும், ஒளிச்சேர்க்கை ஆய்வுகளில் தீவிர ஒளி மூலங்களைப் பயன்படுத்தும் கலைப்பொருட்களிலிருந்து இயற்கையான விளைவுகளைத் தடுக்க விஞ்ஞானிகளுக்கு இது உதவும்.
“ஒளிச்சேர்க்கையில் ஆரம்பகால எதிர்வினைகளில் என்ன நடக்கிறது என்பதை நீங்கள் உண்மையில் கண்டுபிடிக்க முடியும்,” என்று கோக்டெல் கூறுகிறார். நீங்கள் உங்களைச் சுருக்கிக்கொண்டு, இந்த ஃபோட்டான்கள் நகர்வதைப் பார்க்கலாம்.
