Studio rivoluzionario: il controllo delle molecole chirali apre nuove frontiere nella ricerca scientifica

RomeRicercatori del Fritz Haber Institute hanno fatto un grande passo avanti nella fisica molecolare, raggiungendo un controllo senza precedenti sulle molecole chirali. Queste molecole esistono in due forme speculari, chiamate enantiomeri, e sono cruciali sia in biologia che nell'industria. La capacità di controllare queste molecole a livello quantistico rappresenta un traguardo significativo che potrebbe portare a nuove scoperte scientifiche.

I ricercatori hanno utilizzato una combinazione di campi a microonde specifici e radiazioni ultraviolette per ottenere uno stato quantico al 96% puro di un enantiomero, con solo il 4% dell'altro enantiomero mescolato. Questa precisione era ritenuta teoricamente possibile ma non realizzabile in pratica. Il successo è stato dovuto a condizioni sperimentali quasi perfette, tra cui:

Molecole raffreddate a una temperatura rotazionale di circa 1 grado sopra lo zero assoluto. Esposizione a radiazioni UV e microonde risonanti in tre diverse zone di interazione. Movimenti rotazionali soppressi, massimizzando il controllo dello stato quantistico.

Questo progresso può migliorare la separazione degli enantiomeri nella fase gassosa e influenzare diverse aree di ricerca. Per esempio, può essere utilizzato per studiare il comportamento differente delle molecole chirali a causa della violazione di parità, un fenomeno che non è ancora stato osservato. Dimostrarlo con successo potrebbe approfondire la nostra comprensione delle asimmetrie fondamentali nell'universo.

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Questa tecnica può notevolmente migliorare la produzione di farmaci. Molti medicinali esistono in versioni speculari, ma solitamente solo una funziona nell'organismo. I metodi tradizionali per separare queste versioni sono lenti e costosi. Controllare queste versioni a livello microscopico può accelerare il processo, portando a medicinali più puri ed efficaci.

Questa scoperta ha effetti di vasta portata nella chimica e nella fisica. Permette nuovi modi di impostare esperimenti con fasci molecolari, aiutandoci a comprendere meglio come interagiscono e si comportano le molecole. Il controllo preciso mediante radiazioni a microonde e UV potrebbe portare a progressi significativi nel campo del calcolo quantistico. Le molecole con stati quantistici specifici potrebbero essere usate come qubit, le unità fondamentali di un computer quantistico.

Il lavoro svolto presso il Fritz Haber Institute dimostra che il controllo estremamente preciso sul trasferimento degli stati specifici degli enantiomeri nelle molecole chirali è ora praticamente possibile, e non solo una teoria. Questo importante traguardo probabilmente stimolerà ulteriori ricerche e innovazioni in vari ambiti scientifici, segnando un avanzamento significativo nello studio e nell'uso delle molecole chirali.