Группа Йикао Танга (Yiqiao Tang) и Адама Коэна (Adam Cohen) создала «суперхиральный» световой луч. Для этого они осветили правозакрученным лучом зеленого лазера зеркало и наблюдали его взаимодействие с левозакрученным отраженным лучом, распространяющимся в обратном направлении.

Многие органические молекулы, включая аминокислоты, существуют в двух пространственных формах, являющихся зеркальным отображением друг друга – свойство, называемое хиральностью. Известно, что в живых организмах используется как правило лишь один вариант этих молекул, а зеркальные формы в них «не срабатывают». Почему так получилось – большой и фундаментальный теоретический вопрос. Но есть и практическое неудобство – при синтезе лекарств нужно отбирать лишь одну пространственную конфигурацию. Сделать это очень не просто: физические и химические (но не биологические!) свойства этих братьев-близнецов (часто их называют правыми и левыми формами) очень похожи.

Хиральность (молекулярная хиральность) — в химии свойство молекулы быть несовместимой со своим зеркальным отражением любой комбинацией вращений и перемещений в трехмерном пространстве.

Ученые из Гарвардского университета создали закрученный лазерный луч, который позволяет различать правые и левые формы с невиданной ранее точностью.

Свет (электромагнитная волна) с круговой поляризацией и раньше применялся для различения правых и левых форм. Но метод плохо работал, если испускаемый луч был по размеру намного больше, чем сами молекулы.

Группа Йикао Танга (Yiqiao Tang) и Адама Коэна (Adam Cohen) создала «суперхиральный» световой луч. Для этого они осветили правозакрученным лучом зеленого лазера зеркало и наблюдали его взаимодействие с левозакрученным отраженным лучом, распространяющимся в обратном направлении.

Ученые осветили этой волновой смесью флюоресцентные хиральные молекулы, которые возбуждаются и начинают светиться лишь при совпадении ориентации света и молекулы. Оказалось, что луч такого типа «различает» зеркальные формы молекул гораздо точнее, чем обычный луч с круговой поляризацией.

Ученые надеются, что их разработка поможет врачам.

«Многие молекулы в лекарствах хиральны, две их зеркальные формы фармакологически различны и по-разному взаимодействуют с организмом», – говорит Коэн.

Суперхиральный свет также поможет в поиске внеземной жизни. Преобладание одной зеркальной формы над другой свойственно лишь живым системам. При «обычном» химическом синтезе эти формы существуют в примерно равных пропорциях.