Kiral moleküller, sol ve sağ ellerimiz gibi üst üste getirilemeyen iki aynalı görüntü versiyonu olarak var olan ve enantiyomerler olarak adlandırılan moleküllerdir. Bu moleküller, yaşamın temel yapı taşlarıdır.
Yapılan yeni keşifte, kiral moleküllerinin kuantum durum kontrolüyle ilgili daha önceki varsayımlarını sorguluyor ve moleküler fizik ile diğer alanlarda yeni araştırma yollarının önünü açıyor.
Kiral Moleküller ve Kuantum Durumları
Bilim dünyası daha önce bu moleküllerin kuantum durumları üzerinde mutlak kontrolün teorik olarak mümkün olduğunu, ancak pratikte bunun başarılamayacağını düşünüyordu. Ancak Fritz Haber Enstitüsü’ndeki ekip bunun aksini kanıtladı.
Bu molekülleri ve kuantum durumlarını kontrol edebilme yeteneği, enantiyomerlerin gaz fazında mekansal olarak ayrılmasından yaşamın homokiralitesinin kökenleri — biyolojik sistemlerde bir aynalı görüntünün diğerine tercih edilmesi — hakkında hipotezlerin test edilmesine kadar önemli sonuçlar doğurur.
Bilim insanları neredeyse mükemmel deneysel koşullar oluşturarak, bir enantiyomerin (iki ayna görüntüsünden biri) kuantum durumunda %96 saflık ve diğerinde sadece %4 saflık elde etmenin mümkün olduğunu ve %100 seçicilik hedefine doğru önemli ölçüde yol kat edildiğini gösterdiler. Bu keşif, moleküller üzerinde şimdiye kadar duyulmamış bir kontrol sağlayan ultraviyole radyasyon ve özelleştirilmiş mikrodalga alanlarının kullanılmasıyla mümkün olmuştur.
Bir molekül demeti, deneydeki üç etkileşim bölgesinden geçerken rezonans UV ve mikrodalga radyasyonuna maruz kalmaktadır. Moleküllerin dönme hareketleri, mutlak sıfırın yaklaşık olarak 1 derece üzerinde bir dönme sıcaklığına soğutularak büyük ölçüde engellenmiştir. Seçilen rotasyonel (dönen) kuantum durumları neredeyse sadece bir kiral molekülün belirtilen enantiyomerini içermekte ve moleküler ışın araştırmalarında ileriye doğru büyük bir adımı temsil etmektedir.
Bu yeni deney, kiral bileşiklerin temel fizik ve kimyadaki etkilerini araştırmak için yeni yollar sağlıyor. Bilim insanlarının yaklaşımları sayesinde, teorik olarak öngörülen ancak henüz deneysel olarak tanık olunmayan bir olgu olan kiral moleküllerdeki parite ihlalini artık araştırabilirler. Bunun, evrenin temel (a)simetrilerini anlamamız açısından önemli sonuçları olabilir.
Sonuç olarak bu çalışma, neredeyse tüm kiral bileşiklerin bu yaklaşım kullanılarak neredeyse tam, enantiyomere özgü bir durum transferine tabi tutulabileceğini göstermektedir. Bu bulgunun, moleküler fizik araştırmaları için yeni perspektifler ve olası kullanımlar da dahil olmak üzere bir dizi önemli yeni yol yaratması beklenmektedir.
Haber kaynağı: Fritz Haber Institute of the Max Planck Society
sciencedaily.com/releases/2024/08/240829132503.htm
Haberi Derleyen: Ennur Saygı – Yıldız Teknik Üniversitesi
