論文の概要: Chiral-Induced Spin Selectivity Regulates Triplet formation in Heliobacterial Photosynthesis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.08307v1
• Date: Fri, 08 May 2026 13:15:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-12 23:28:49.554221
• Title: Chiral-Induced Spin Selectivity Regulates Triplet formation in Heliobacterial Photosynthesis
• Title（参考訳）: キラルによるスピン選択性はヘリオバクテリア光合成においてトリプルト形成を調節する
• Authors: Parul Raghuvanshi, Vishvendra Singh Poonia,
• Abstract要約: 有機系におけるトリプルト形成は光化学的損傷を促進し、電荷分離プロセスの効率を低下させる。 ヘリオバクター反応中心における三重項生成を規定する固有量子スピンダイナミクスの理論的検討を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Triplet formation and its regulation have always been of central interest in understanding the photophysical behavior of living systems. In organic systems, excessive triplet formation poses significant challenges, as it can promote photochemical damage and reduce the efficiency of charge separation processes, making its regulation critically important.Here, we present a theoretical investigation of the intrinsic quantum spin dynamics governing triplet formation in the heliobacterial reaction center, a system that operates without any internal magnetic field. Using an open quantum systems approach based on the Lindblad formalism, we simulate the spin-correlated radical pair dynamics occurring during charge separation in the heliobacterial reaction center. The study systematically examines how triplet formation is regulated by variations in two key parameters, hyperfine coupling strengths and recombination rates, and how this regulation is further influenced by the inclusion of chirality-induced spin selectivity (CISS) in conjunction with the radical pair mechanism (RPM). Our results demonstrate that the CISS effect significantly suppresses triplet formation across the parameter space relevant to the heliobacterial molecular environment, revealing an intrinsic quantum protective mechanism operating through spin control in heliobacterial photosynthesis.
• Abstract（参考訳）: トリプルト形成とその規制は、生体系の光物理的挙動を理解することに常に中心的な関心を寄せてきた。 有機系では、過剰な三重項形成は、光化学的損傷を促進させ、電荷分離プロセスの効率を低下させ、その規制を重要なものにし、また、内部磁場のないシステムであるヘリオバクテリア反応中心において三重項形成を管理する内在的な量子スピンダイナミクスの理論的研究を行う。 リンドブラッド形式に基づくオープン量子系アプローチを用いて、ヘリオバクター反応中心における電荷分離中に生じるスピン相関ラジカル対のダイナミクスをシミュレートする。 本研究は,超微粒子結合強度と再結合速度の2つのパラメータの変動によって三重項形成が制御されるか,ラジカル対機構(RPM)とともにキラリティー誘起スピン選択性(CISS)を包含することによって,この制御がさらに影響するかを系統的に検討した。 以上の結果から,CISS効果はヘリオバクテリア光合成におけるスピン制御を通した本質的な量子保護機構を明らかにすることにより,ヘリオバクテリア分子環境に関連するパラメータ空間における三重項生成を著しく抑制することが示された。

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