Coherent and incoherent theories for photosynthetic energy transfer

自然界的光合作用有一个显著的特点,即能量传递效率近乎100%.近年来,由于光合作用实验技术的飞速发展,譬如二维光谱实验和单分子泵浦探测实验,其能量传输过程中的量子相干效应已经在实验上得到了证实.传统的非相干理论能够有效计算能量转移效率,如广义的F?rster理论和修正的Redfield理论.然而,为了描述光合作用中的量子相干效应,人们必须利用量子相干理论.例如,除了传统的Redfield理论之外,还有级联运动方程、量子路径积分、相干修正的Redfield理论、小极化子量子主方程、广义Bloch-Redfield理论等.本文综述了上述方法的主要内容,不仅有助于对自然界光合作用中激子能量转移的量子动力学进行有效的量子模拟,并对人工太阳能收集装置的设计提供了一定的指导作用.