量子螺旋:可编程平台提供了探索手学系统中电子的新方法

一个新的工程手性电子途径的平台为化学家发现的量子现象提供了潜在的新见解,并体现了第二次量子革命如何促进跨学科的合作,以弥合物理,化学和生物学来解决基本问题。

来源:英国物理学家网首页
一个新的工程手性电子途径的平台为化学家发现的量子现象提供了潜在的新见解,并体现了第二次量子革命如何促进跨学科的合作,以弥合物理,化学和生物学来解决基本问题。图片来源:LEVY实验室/匹兹堡大学等。 al。

一个新的工程手性电子途径的平台为化学家发现的量子现象提供了潜在的新见解,并体现了第二次量子革命如何促进跨学科的合作,以弥合物理,化学和生物学来解决基本问题。

在1990年代后期,魏兹曼学院的罗恩·纳曼(Ron Naaman)和匹兹堡大学的戴维·沃尔德克(David Waldeck)正在研究电子如何从手性分子中散射。先前的气相实验显示出微小的不对称性(不到0.01%)遇到左手或右手分子时,自旋偏振电子的不对称性。效果是如此之小,以至于许多人认为它并不重要。

手性分子

但在1999年,两位研究人员尝试了一些不同的事情。他们没有在气相中孤立的分子,而是创建了手性分子的有组织膜,并测量了光电子在通过时散射的方式。

结果令人震惊:不对称性跃升至10-20%,比任何人预期的要大1000倍。具有不同自旋方向的电子通过手性膜显示出巨大不同的传输概率。

他们的发现推出了一个领域,该领域继续困扰研究人员二十年后。这种手性诱导的自旋选择性(CISS)效应在整个生物学中都出现,从光合作用的电荷分离到功率细胞呼吸的电子传输链。尽管经过广泛的实验和理论工作,但该机制仍然很少理解。

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