在最新一期的《自然》杂志中（2002年5月30日），格拉斯哥、阿姆斯特丹和慕尼黑的研究人员展示了如何利用特制的超短激光脉冲来控制光在光合作用中的利用方式。光合作用是植物和一些细菌利用光能量的过程，食物链最终依赖于这一过程。
分子会振动、弯曲和扭动。当使用超短激光脉冲来启动化学反应时，它会使分子运动起来；通过第二个脉冲，研究人员可以观察它们“跳舞”。1999年的诺贝尔化学奖认可了飞秒（极快速度）激光对理解化学反应动力学的深刻影响。
最近的研究使飞秒激光脉冲的结构可以被定制，从而改变分子运动并将反应动力学引导至特定途径。这项研究由阿姆斯特丹自由大学的Jennifer Herek博士、格拉斯哥大学的Richard Cogdell教授以及慕尼黑量子光学马克斯·普朗克学会的科学家共同完成，实验在那里进行。
收获光是光合作用的第一步。色素分子如类胡萝卜素和叶绿素收集阳光，并将吸收的太阳能传递给特定蛋白质，将其转化为燃料。当这份能量在光合作用机制中从分子传递至分子时，不可避免地会有一部分丢失。当飞秒激光激发这些色素而非太阳时，科学家可以实时观察能量在这些途径中如何流动。
Herek等人研究的系统是从紫色细菌的LH2天线复合体中，色素-细菌叶绿素供体-受体网络。这个LH2复合体的晶体结构于1995年由格拉斯哥大学的Cogdell教授和化学系的Neil Isaacs教授确定。
该复合体的功能是收获阳光并使光能对光合作用可用。然而，能量转移的效率并非100%：只有50%的光由类胡萝卜素供体分子收获，并传递至叶绿素受体位点。其余能量通过分子内散失途径被作为热量丢失。Herek等人实验的目的是通过利用形状飞秒脉冲来控制这两个通道之间的分支比。
脉冲首先被分解成各自的色彩组成部分，类似于一起敲击的单独钢琴键创建一个和弦。每个部分的相位和幅度可以被独立调整，这样重新组合后，飞秒脉冲就有了新的形状。换句话说，和弦变成了旋律。
为了找到与分子共振的调子，激光必须变得“智能”。脉冲塑形设备与基于进化算法的计算机程序相结合。一次又一次地生成并测试脉冲：同时探索能量损失和能量转移的两个竞争途径，以确定分支比。成功改变分支比的脉冲形状随后被用作父代来创建下一代脉冲。在这个闭环实验中，不断重复后形成的旋律被完善，从而影响决定能量流动的特定分子运动。
这些实验的结果是形状脉冲显著增加了能量损失通道，从而降低了光收获效率。讽刺的是，他们无法比自然本身做得更好。此外，他们表明控制效应利用了分子的量子现象，因为光场的相位至关重要。
这是首次对如此复杂的分子系统展示了“相干控制”，这些结果对理解推动生物反应的分子机制具有重要意义。控制这些过程可能揭示出设计模仿自然光合作用，如太阳能电池或分子计算的新设备的设计准则。
本研究展示了跨学科研究的力量，其中格拉斯哥一流的生物学与阿姆斯特丹和慕尼黑的物理相结合，产生了独特的科学成果。
