Innovador control cuántico de moléculas quirales revoluciona la investigación científica y farmacéutica

MadridInvestigadores del Instituto Fritz Haber han logrado un avance significativo en la física molecular al obtener un control sin precedentes sobre las moléculas quirales. Estas moléculas existen en dos formas que son imágenes especulares una de la otra, denominadas enantiómeros, y son cruciales tanto en la biología como en la industria. La capacidad de manipular estas moléculas a nivel cuántico es un logro importante que podría conducir a nuevos descubrimientos científicos.

Los investigadores emplearon una combinación de campos de microondas específicos y radiación ultravioleta para lograr un estado cuántico puro en un 96% de un enantiómero, con solo un 4% del otro enantiómero mezclado. Se pensaba que esta precisión era teóricamente posible pero inalcanzable en la práctica. El éxito se debió a condiciones experimentales casi perfectas que incluían:

• Moléculas enfriadas a una temperatura rotacional de aproximadamente 1 grado sobre el cero absoluto.
• Exposición a radiación UV y microondas resonantes en tres zonas de interacción distintas.
• Movimientos rotacionales suprimidos, maximizando el control del estado cuántico.

Este avance podría mejorar la separación de enantiómeros en fase gaseosa y tener un impacto en varias áreas de investigación. Por ejemplo, podría utilizarse para estudiar cómo se comportan las moléculas quirales de manera diferente debido a la violación de la paridad, un fenómeno que aún no ha sido observado. Demostrar esto con éxito podría aumentar nuestra comprensión de las asimetrías fundamentales del universo.

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Esta técnica puede mejorar significativamente la creación de medicamentos. Muchos fármacos tienen versiones en espejo, pero generalmente solo una de ellas es efectiva en el cuerpo. Los métodos tradicionales para separar estas versiones son lentos y costosos. Controlar estas versiones a nivel molecular puede acelerar este proceso, resultando en medicamentos más puros y eficaces.

Este descubrimiento tiene efectos de amplio alcance en la química y la física. Permite nuevas formas de realizar experimentos con haces moleculares, ayudándonos a entender mejor cómo interactúan y se comportan las moléculas. El control preciso utilizando radiación de microondas y UV podría llevar a nuevos avances en la computación cuántica. Moléculas con estados cuánticos específicos podrían usarse como qubits, que son las unidades básicas de una computadora cuántica.

El Instituto Fritz Haber ha demostrado que ahora es posible manejar con gran precisión la transferencia de estados específicos de enantiómeros en moléculas quirales, convirtiendo lo que antes era solo teoría en una realidad práctica. Este notable logro probablemente estimulará más investigaciones e innovaciones en diversas áreas científicas, marcando un avance importante en el estudio y uso de las moléculas quirales.