Questo risultato rivoluzionario è stato ottenuto utilizzando campi a microonde su misura e radiazioni ultraviolette, permettendo un controllo degli stati quantistici con una purezza del 96%. Questo ha implicazioni significative per la comprensione dell’omochiralità biologica e delle simmetrie fondamentali dell’universo.
Questa scoperta sfida le precedenti ipotesi sui limiti pratici del controllo degli stati quantistici delle molecole chirali e apre la strada a nuove direzioni di ricerca nella fisica molecolare e oltre.
Le molecole chirali, che esistono come due versioni speculari non sovrapponibili chiamate enantiomeri, simili alle nostre mani sinistra e destra, sono fondamentali per la struttura della vita. La capacità di controllare queste molecole e i loro stati quantistici ha implicazioni profonde, dalla separazione spaziale degli enantiomeri nella fase gassosa alla verifica delle ipotesi sull’origine dell’omochiralità della vita, ovvero la preferenza per una immagine speculare rispetto all’altra nei sistemi biologici.
Fino ad ora, la comunità scientifica credeva che il controllo perfetto degli stati quantistici di queste molecole fosse teoricamente possibile ma praticamente irraggiungibile. Tuttavia, il team del Fritz Haber Institute ha dimostrato il contrario. Creando condizioni sperimentali quasi ideali, hanno mostrato che è possibile ottenere una purezza del 96% nello stato quantistico di un enantiomero, con solo il 4% dell’altro, avvicinandosi significativamente all’obiettivo del 100% di selettività.
Questo progresso è stato reso possibile grazie all’uso di campi a microonde su misura combinati con radiazioni ultraviolette, permettendo un controllo senza precedenti delle molecole. Nell’esperimento, un fascio di molecole, con i loro movimenti rotazionali per lo più soppressi (raffreddati a una temperatura rotazionale di circa 1 grado sopra lo zero assoluto), attraversa tre regioni di interazione dove è esposto a radiazioni UV e microonde risonanti.
Di conseguenza, segnando un significativo avanzamento negli esperimenti con fasci molecolari, gli stati quantistici rotazionali scelti contengono quasi esclusivamente l’enantiomero selezionato di una molecola chirale.
Il nuovo esperimento apre nuove possibilità per lo studio degli effetti fondamentali della fisica e della chimica che coinvolgono le molecole chirali. Il metodo del team offre una nuova via per esplorare la violazione della parità nelle molecole chirali, un fenomeno previsto dalla teoria ma non ancora osservato sperimentalmente. Questo potrebbe avere implicazioni profonde per la nostra comprensione delle asimmetrie fondamentali dell’universo.
