科学家们探索了自然界中分子手性的神秘面纱，提出了一种新的实验方案来创建定制的镜像分子进行分析。该技术可以使普通分子旋转得如此之快，以至于它们失去正常的对称性和形状，而是形成彼此的镜像版本。来自DESY，汉堡大学和伦敦大学学院的研究小组围绕小组组长JochenKüpper介绍了物理评论快报期刊中的创新方法。对手性或手性的进一步探索(来自古希腊语中的手，“cheir”)，不仅增强了对自然运作的洞察力，而且还为新材料和方法铺平了道路。

像你的手一样，自然界中的许多分子存在于两个版本中，这两个版本是彼此的镜像。“由于未知的原因，我们在地球上知道它的生命几乎完全偏爱左手蛋白质，而基因组被组织成着名的右手双螺旋，”在中心Küpper小组领导这项理论工作的Andrey Yachmenev解释道。用于自由电子激光科学(CFEL)。“一个多世纪以来，研究人员正在揭开自然界中这种手性的秘密，这不仅会影响生活世界：某些分子的镜像版本会改变化学反应并改变材料的行为。”例如，右手版的caravone(C10H14O)赋予香菜独特的味道，而左手版则是留兰香味道的关键因素。

手性或手性仅在某些类型的分子中天然存在。“然而，它可以在所谓的对称顶部分子中人工诱导，”来自超快成像中心(CUI)的共同作者Alec Owens说。“如果这些分子被足够快地搅拌，它们会失去对称性并形成两种镜像形式，这取决于它们的旋转感。到目前为止，关于这种旋转诱导手性的现象知之甚少，因为几乎没有任何形成它的方案。这可以通过实验来实现。“

Küpper的团队现在已经计算出一种方法，通过实验室中的实际参数实现这种旋转诱导的手性。它使用称为光学离心机的螺旋形激光脉冲。对于磷化氢(PH3)的例子，他们的量子力学计算表明，在每秒数万亿次的旋转速率下，分子旋转的磷 - 氢键变得比这两个键中的另外两个短，并且取决于感觉旋转时，出现了两种手性形式的磷化氢。“使用强静电场，可以选择旋转磷化氢的左手或右手版本，”Yachmenev解释道。“为了实现超快速的单向旋转，螺旋式激光器需要进行微调，但需要进行精确调整。”

这个方案承诺通过镜面进入镜子世界的全新路径，因为它原则上也可以与其他更重的分子一起使用。事实上，这些实际上需要较弱的激光脉冲和电场，但在调查的这些第一阶段过于复杂而无法解决。然而，由于膦是高毒性的，因此对于实验而言，这种较重且较慢的分子可能是优选的。

所提出的方法可以提供量身定制的镜子分子，并且研究它们与环境的相互作用，例如偏振光，应该有助于进一步渗透自然中的手性之谜并探索其可能的利用，期待Küpper，他也是汉堡大学物理与化学教授：“通过这种方式更深入地了解手性现象，也有助于开发基于手性的定制分子和材料，新的物质状态以及潜在的利用率。新型超材料或光学器件中的旋转诱导手性。“