Descrizione del progetto
Esperimenti rivoluzionari di rilevamento quantistico per studiare le coppie di radicali spin-correlati
La chimica degli spin delle coppie di radicali spin-correlati (SCRP) fotogenerati ha svolto un ruolo chiave in molti campi diversificati della biologia, tra cui l’ipotesi principale della magnetorecezione aviaria, e come piattaforma versatile per applicazioni di informazione quantistica con sintonizzazione chimica sintetica. Recentemente, è stato rivolto un crescente interesse alle SCRP nei sistemi chirali per studiare i meccanismi della selettività di spin indotta da chirali (Chiral-Induced Spin Selectivity, CISS). Purtroppo, la nostra ridotta comprensione della connessione tra la dinamica degli spin SCRP e la CISS nei sistemi biologici ha limitato notevolmente questi tentativi. Il progetto Q-CISS, finanziato dal CER, svilupperà e utilizzerà esperimenti di rilevamento quantistico per consentire il rilevamento, la misurazione e la manipolazione di SCRP fotogenerati nel regime da singola a poche molecole a temperatura ambiente.
Obiettivo
Photogenerated spin-correlated radical pairs (SCRPs) are electron spin pairs formed in well-defined spin states. Spin chemistry of SCRPs plays important roles in biology, as famously implicated in the leading hypothesis for avian magnetoreception. At the same time, synthetic molecules supporting SCRPs provide a versatile platform for quantum information applications with synthetic chemical tunability. Recently, significant interest in SCRPs in chiral (non-superimposable mirror image) systems has grown as systems to study mechanisms of chiral-induced spin selectivity (CISS), which describes spin-dependent interactions with chiral molecules like proteins at room temperature. However, the role of CISS in the spin dynamics of SCRP and physiological relevance of CISS in biological systems remain poorly understood and are significant open questions in both quantum science and modern biophysics. Quantum sensing of SCRPs using nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond offers untapped potential to elucidate the complex spin dynamics of these systems and create a long-anticipated breakthrough in identifying the potential biological roles of CISS.
In the proposed work of Q-CISS, novel quantum sensing experiments using single NV centers in nanophotonic diamond waveguides will be used to detect, measure, and manipulate photogenerated SCRPs at the single to few-molecule regime and at room temperature. First, this interdisciplinary approach will systematically build new knowledge by investigating well-defined synthetic achiral and chiral model systems. Second, key experiments are outlined to identify unambiguously the potential roles of CISS in SCRP dynamics in biological proteins hypothesized to be involved in avian magnetoreception. Collectively, Q-CISS will establish a unique approach to investigate combined roles of molecular chirality and spin physics in biological systems, while more broadly advancing room-temperature quantum sensing strategies for the chemical sciences.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
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Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
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Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
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(si apre in una nuova finestra) ERC-2025-STG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
1700 Fribourg
Svizzera
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.