“偶極子之間能量轉移取決于它們的取向，”郎哈爾斯說： “當偶極子經(jīng)正交處理后，能量轉移就不應該發(fā)生。我們已經(jīng)用實驗測試了這個假設，同時讓人驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)，能量轉移快速、極其有效地進行，就是在這些條件下。”路德維克·馬克西米連大學的研究小組攜手國際合作伙伴，現(xiàn)在想建立堅固的實驗基礎，以構建能量轉移的新理論。這很有可能影響光學電腦的發(fā)展，也有助于提高太陽能電池的效率。

葉綠素和其它色素分子常常涉及到特化蛋白質(zhì)，能夠形成的復合物，可以充當有效的天線，收集光并傳遞給光合反應中心或太陽能電池導電層。能量的采集和短暫儲存，都是在特定原子團（groups of atoms）之間的化合鍵中，這些原子團都在色素中，因此被稱為發(fā)色團（chromophores）。不同的發(fā)色團吸收的光具有不同的波長，所以一個化合物含有各種類型發(fā)色團，吸收的陽光就可以覆蓋大部分的光譜。事實上，郎哈爾斯領導的研究人員的最初目標，就是要合成這樣的寬頻采光器。

第一步，要設計這樣一個化合物，需要用福斯特理論計算染料之間能量轉移的效率。該理論認為，分子間能量傳遞的發(fā)生原因在于振子，振子這種化合物攜帶著在空間上分開的相反的電荷，會導致鄰近偶極子接著震蕩。偶極子取向在這一過程中起關鍵作用。正交定向后的偶極子被認為無法傳遞能量。如果分子被平行定向，能量傳遞就可進行。令每個人大感意外的是，測量結果表明，能量傳遞可以在直角排列的發(fā)色團之間進行，而且?guī)缀跏?00%的效率。郎哈爾斯強調(diào)：“這個過程超級有效。這體現(xiàn)于極短的反應時間——94億分之一秒。

這些發(fā)現(xiàn)排除了這樣一種想法，就是認為能量轉移的產(chǎn)生是依靠一種基于偶極子的機制。相反，我們的結果意味著，低頻耦合模式是源自分子內(nèi)的振動。一個大規(guī)模的合作現(xiàn)在正在規(guī)劃中，就是要奠定實驗基礎，建立新的理論，闡明染劑分子之（dye molecules）間的能量轉移。新實驗數(shù)據(jù)的一個結果是，所謂的“分子標尺”（ molecular ruler）方法可能需要進行校準。它也是基于福斯特理論的一個假設，認為能量轉移速度取決于發(fā)色團之間的距離。這種關系用于表征生化結合反應。

發(fā)色團附著于蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)被懷疑彼此鍵合，比如抗體與抗原彼此鍵合，這種相互作用的監(jiān)測，需要估計它們之間的距離，就從能量轉移的速度來估計。新的發(fā)現(xiàn)最終將會導致的一種全新的理論方法，以解釋整個現(xiàn)象，這可能極大地影響光電子領域。光學電腦處理信息的形式是光脈沖，而不是電脈沖。

“這就是為什么能量轉移在分子光學電腦中起核心作用，”郎哈爾斯說：“在這里，染劑分子充當基本元素，就像傳統(tǒng)電腦中的晶體管。”光學計算機是深入研究的主題，因為它們有可能帶來極高的處理能力，只需要非常小的體積。取代福斯特理論也有助于制成高效的染劑太陽能電池。