MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798280718944
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32042570
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aPeter,  Jonah  Sam  Kirshen.▼0(orcid)0000-0002-3663-1037
■24510▼aElectromagnetic  Phenomena  in  Biologically  Inspired  Systems:  From  Quantum  Optics  to  the  Origins  of  Life
■260    ▼a[Sl]▼bHarvard  University▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a393  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Yelin,  Susanne;Sasselov,  Dimitar.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Harvard  University,  2025.
■520    ▼aElectromagnetism  is  the  study  of  light  and  charged  particles.  It  is  responsible  for  our  most  beloved  technological  innovations,  and  it  is  the  principle  way  through  which  we  interact  with  the  world.  In  this  dissertation,  I  present  a  diverse  collection  of  results  concerning  electromagnetic  phenomena  across  the  broad  disciplines  of  physics,  chemistry,  biology,  and  astronomy.  In  the  first  part  of  the  thesis,  I  discuss  cooperative  light-matter  interactions  in  biologically  inspired  quantum  systems.  Focusing  on  the  influence  of  different  symmetries,  I  show  how  the  transport  and  emission  of  light  are  modified  under  fundamental  transformations  of  space  and  time.  Using  this  approach,  I  explore  the  roles  of  superradiance  and  subradiance  in  model  light-harvesting  complexes  and  investigate  the  relationship  between  chirality  and  photon  polarization.  Through  these  analyses,  I  develop  a  theory  of  chiral  superradiance  in  which  the  polarization  of  the  emitted  light  is  determined  by  the  handedness  of  the  chiral  geometry.  These  findings  may  have  implications  for  future  quantum  technologies,  or  manifest  within  natural  (bio)molecular  systems.  In  the  second  part  of  the  thesis,  I  discuss  the  consequences  of  charged  particle  irradiation-first  with  an  eye  towards  human  space  exploration  and  then  within  the  contexts  of  astrobiology  and  the  origins  of  life.  I  first  present  a  quantification  of  the  nanometer-scale  physics  processes  associated  with  galactic  cosmic  ray  irradiation  of  the  brain  under  realistic  spaceflight  conditions.  I  then  turn  towards  the  outer  solar  system  and  perform  a  compositional  analysis  of  the  cryovulcanic  plume  emanating  from  Saturn's  ocean  moon  Enceladus.  I  report  the  detection  of  the  prebiotic  precursor  hydrogen  cyanide,  along  with  other  organic  molecules  that  may  indicate  a  habitable  ocean.  Building  on  these  results,  I  demonstrate  a  potentially  universal  synthetic  pathway  for  RNA  and  amino  acid  precursors  under  ocean  world  conditions  that  begins  with  the  charged  particle  radiolysis  of  hydrogen  cyanide  and  liquid  water.  I  conclude  the  thesis  with  a  synergism  of  the  two  parts,  offering  my  perspective  on  the  role  of  cooperative  light-matter  interactions  during  the  origins  of  life. 
■590    ▼aSchool  code:  0084.
■650  4▼aPhysics
■650  4▼aChemistry
■650  4▼aAstronomy
■650  4▼aAstrophysics
■650  4▼aElectromagnetics
■653    ▼aAstrobiology
■653    ▼aChirality
■653    ▼aOrigins  of  life
■653    ▼aQuantum  optics
■653    ▼aSuperradiance
■690    ▼a0605
■690    ▼a0485
■690    ▼a0606
■690    ▼a0596
■690    ▼a0607
■71020▼aHarvard  University▼bBiophysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-12B.
■790    ▼a0084
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17357807▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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