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Jun 20, 2023

Techniques multimodales pour détecter la vie extraterrestre à l'aide de la théorie de l'assemblage et de la spectroscopie

Détecter la vie extraterrestre est une tâche difficile car il est difficile de trouver des signes de vie

Détecter la vie extraterrestre est une tâche difficile car il est difficile de trouver des signes de vie qui pourraient s'appliquer à n'importe quelle forme de vie. Cependant, les molécules complexes pourraient être un indicateur prometteur de la vie et de l'évolution.

Actuellement, il n'est pas possible de déterminer expérimentalement la complexité d'une molécule et son lien avec les approches théoriques de l'information qui estiment la complexité moléculaire. La théorie de l'assemblage a été développée pour quantifier la complexité d'une molécule en trouvant le chemin le plus court pour construire la molécule à partir de pièces simples, révélant son indice d'assemblage moléculaire (AM). Dans cette étude, nous présentons une approche pour calculer rapidement et de manière exhaustive l'assemblage moléculaire et explorer la MA de plus de 10 000 molécules.

Nous démontrons que la complexité moléculaire (MA) peut être mesurée expérimentalement à l'aide de trois techniques indépendantes : la résonance magnétique nucléaire (RMN), la spectrométrie de masse en tandem (MS) et la spectroscopie infrarouge (IR), et celles-ci donnent des résultats cohérents avec de bonnes corrélations. En identifiant et en comptant le nombre d'absorbances dans les spectres IR, les résonances du carbone en RMN ou les fragments moléculaires en tandem MS, l'indice d'assemblage moléculaire d'une molécule inconnue peut être estimé de manière fiable à partir de données expérimentales.

Cela représente la première approche expérimentalement quantifiable pour définir l'assemblage moléculaire, une mesure fiable de la complexité, en tant que propriété intrinsèque de toutes les molécules et peut également être effectuée sur des mélanges complexes.

Cela ouvre la voie à l'utilisation de techniques spectroscopiques pour détecter sans ambiguïté la vie extraterrestre dans le système solaire et au-delà sur les exoplanètes.

(a) La structure générale de l'algorithme d'assemblage Go, avec un pool de travailleurs prolongeant les voies. Certaines fonctionnalités sont omises par souci de concision, telles que les méthodes de branchement et de liaison pour améliorer l'efficacité. (b) Une séquence de voies d'assemblage telles que traitées par l'algorithme Go. La voie supérieure est la voie de départ pour la molécule représentée, et chaque voie suivante est prolongée à partir de la voie ci-dessus. Les voies sont généralement étendues de plusieurs manières, et une seule séquence d'extensions de ce type est illustrée ici. ( c ) Un exemple de valeurs de MA trouvées au fil du temps pour le primisulfuron-méthyl, exécutées jusqu'à la fin et approchées en s'arrêtant tôt à diverses étapes antérieures. Le nouvel algorithme a trouvé des voies au MA correct de 22 par 10 s, significativement avant l'achèvement à ~ 2064 s. Le cercle rouge montre les performances de l'algorithme de branche fractionnée sur la même molécule. Le MA naïf (hexagone bleu) est calculé de manière triviale pour les voies dans lesquelles une liaison est ajoutée à la fois (placé à titre indicatif à 10–3 s, car 0 s ne peut pas être représenté sur l'échelle logarithmique). — physics.bio-ph

Michael Jirasek, Abhishek Sharma, Jessica R. Bame, Nicola Bell, Stuart M. Marshall, Cole Mathis, Alasdair Macleod, Geoffrey JT Cooper, Marcel Swart, Rosa Mollfulleda, Leroy Cronin

Commentaires : 20 pages, 7 figures, 43 refSujets : Méthodes quantitatives (q-bio.QM) ; physique biologique (physics.bio-ph); Physique chimique (physics.chem-ph)Citer comme : arXiv:2302.13753 [q-bio.QM] (ou arXiv:2302.13753v1 [q-bio.QM] pour cette version)https://doi.org/10.48550/arXiv.2302.13753Focus to learn moreSubmission historyDe : Leroy Cronin Prof[v1] Fri, 24 février 2023 12:05:57 UTC (5 420 Ko)https://arxiv.org/abs//2302.13753Astrobiologie, Astrochimie

Co-fondateur de SpaceRef, membre du Explorers Club, ex-NASA, équipes extérieures, journaliste, espace et astrobiologie, grimpeur décédé.