Создан новый тип хирального света

Международная команда исследователей синтезировала новый тип искусственного хирального света, точно определяющего «доминирующую руку» молекулы.

В проекте участвовали ученые из Института нелинейной оптики и спектроскопии коротких импульсов Макса Борна (MBI), Израильского технологического института (Technion) и Технического университета Берлина, сообщает eurekalert.org. Выводы исследования опубликованы в Nature Photonics.

Свет – самый быстрый способ определить хиральность молекулы. Но обычные лучи слабо чувствуют это свойство. Новый тип света поможет точно определить «доминирующую руку». Знание этого свойства необходимо химикам и фармацевтам. Одна версия молекулы может быть лекарством, а ее зеркальный двойник – вредным или смертельным веществом. Отличить их сложно из-за идентичной внешности и поведения до взаимодействия с другим хиральным объектом. Свет – перспективный идентификатор. Колебания электромагнитного рисуют вдоль луча хиральную спираль. В зависимости от ее направления (по или против часовой стрелке) определяется право- или леворукость молекулы.

Но стандартные спирали слишком большие. Новый свет рисует хиральную структуру во времени, в каждой точке пространства.

«Доминирующую руку излучения можно настроить для активного взаимодействия с энантиомером и яркого свечения на правильной версии. С ее отражением реакция не произойдет», — объяснил первый автор, доктор Дэвид Аюсо из MBI.

Ученые описали хиральный свет математически и протестировали модель, симулировав взаимодействие с зеркальными молекулами. Команда показала, как создать излучение в лаборатории. Для этого используется 2 сходящихся лазерных луча со световыми волнами разной частоты. Настраивая сдвиг фазы, ученые могут контролировать хиральность явления, определяя, с какими молекулами оно будет реагировать.

«Синтетический луч имеет абсолютно новые внутренние симметрические свойства для электромагнитных полей», — сказал докторант Technion, Офер Нойфельд, второй автор.

Команда высоко оценивает потенциал метода для использования в химии и биологии. Так, синтетический хиральный свет позволит в реальном времени наблюдать за реакциями или определять версию молекулы.

«Мы также надеемся применить подход для пространственного разделения отражений с помощью сверхбыстрых лазеров», — подытожила профессор Ольга Смирнова из Берлинского технического университета, глава теоретической группы MBI.