Ученые синтезировали свет с новой внутренней хиральность, чтобы сказать зеркальное молекулы врозь

Свет является самым быстрым способом для различения правой и левой рукой хиральные молекулы, которая имеет важное применение в химии и биологии. Однако, обычный свет только слабо чувств молекулярной руку. Исследователи из Института Макса Борна по нелинейной оптике и спектроскопии короткий импульс (МБИ), Израильский технологический институт (Технион) и технический университет Берлина (ту Берлин) теперь показано, как создать и охарактеризовать совершенно новый тип света, синтетические хиральные света, который идентифицирует молекулы’ объективность исключительно отчетливо. Результаты их совместной работы только появились в природе фотоники.

Как наши левая и правая руки, некоторые молекулы в природе также имеют зеркальные близнецы. Однако, хотя эти две молекулы могут быть похожи, некоторые их свойства могут быть самыми разными. Например, леворукость — или — хиральность молекул играет важную роль в химии, биологии и разработке лекарств: в то время как один тип молекулы, способные вылечить заболевания, его зеркальный двойник … или энантиомер — может быть токсичным и даже смертельным.

Это очень трудно сказать, напротив хиральных молекул, только потому, что они выглядят одинаково и ведут себя одинаково, если они взаимодействуют с другим киральный объект. Свет уже давно идеальный кандидат: колебания электромагнитного поля нарисовать хиральных спирали в пространстве вдоль направления распространения света. В зависимости от того, спираль закручивается по часовой стрелке или против часовой стрелки, легкая волна либо правой или левой рукой. Хиральные молекулы могут по-разному взаимодействовать с ним. Однако, спирали тангаж, установленных длина волны света, примерно в тысячу раз больше, чем размер молекулы. Так, крошечные молекулы воспринимают свет спираль, а как гигантский круг, почти не чувствуя ее хиральность на всех.

Инновационный способ решения этой проблемы, предложенный МБИ, Техниона и ученых Берлина, синтезировать совершенно новый тип хиральных свет-тот, который рисует хиральные структуры во времени, в каждой точке пространства. «В объективность этого Нового Света могут быть настроены таким образом, что один энантиомер будет активно взаимодействовать с ним и излучать яркий свет в ответ, в то время как противоположного энантиомера не взаимодействовать с ним на всех», — объясняет доктор Дэвид Айюсо, МБИ научный сотрудник и первый автор статьи.

Ученые описали этот новый хиральный света математически и проверить свои модели, имитируя, как он взаимодействует с хиральными молекулами. Кроме того, они показали, как надо «готовить» такой свет в лаборатории: слияние двух сходящихся лазерных лучей, которые несут световых волн двух различных частот. Подстройкой фазового сдвига между различной частоты, ученые могут контролировать объективность данного синтетических хиральных света и таким образом выбрать, какой тип молекулы сильно взаимодействуют между собой.

«Синтетические хиральные света описывается совершенно новые внутренние свойства симметрии электромагнитного поля, что очень интересно», — говорит Офер Нейфельд, аспирант физического факультета Технион, второй (равный вклад) автора статьи.

Исследователи предвидят множество потенциальных применений нового метода в химии и биологии. Например, синтетические хиральные свет может позволяют контролировать хиральных химических реакций в режиме реального времени или обнаружить переключатель в положение молекул руку. «Мы также надеемся использовать этот новый подход к пространственно отдельных молекул с противоположной рукой при помощи сверхбыстрых лазеров», — заключает профессор д-р Ольга Смирнова, профессор в техническом университете Берлина и главы теории МБИ группы.

сделать разницу: спонсорские возможности