Estudo revolucionário controla moléculas quirais e transforma a pesquisa científica no futuro

São PauloPesquisadores do Instituto Fritz Haber avançaram significativamente na física molecular ao alcançar um controle sem precedentes sobre moléculas quirais. Essas moléculas existem em duas formas que são imagens especulares uma da outra, chamadas de enantiômeros, e são importantes tanto na biologia quanto na indústria. O controle dessas moléculas em nível quântico representa uma conquista notável que pode levar a novas descobertas científicas.

Os pesquisadores utilizaram uma combinação de campos de micro-ondas específicos e radiação ultravioleta para alcançar um estado quântico puro de um enantiômero com 96% de pureza, restando apenas 4% do outro enantiômero. Esta precisão era considerada teoricamente possível, mas dificilmente praticável. O sucesso foi possível graças a condições experimentais quase perfeitas, incluindo:

• Moléculas resfriadas a uma temperatura rotacional de aproximadamente 1 grau acima do zero absoluto.
• Exposição à radiação UV ressonante e micro-ondas em três diferentes regiões de interação.
• Movimentos rotacionais suprimidos, maximizando o controle do estado quântico.

Este avanço pode melhorar a separação de enantiômeros na fase gasosa e impactar diversas áreas de pesquisa. Por exemplo, ele pode ser utilizado para estudar como moléculas quirais se comportam de maneira diferente devido à violação de paridade, um fenômeno que ainda não foi observado. Demonstrar isso com sucesso poderia aprofundar nosso entendimento das assimetrias fundamentais no universo.

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Esta técnica pode melhorar significativamente a produção de medicamentos. Muitos remédios possuem versões espelhadas, mas geralmente apenas uma delas funciona no organismo. Métodos tradicionais para separar essas versões são lentos e caros. Controlar essas versões no nível mais microscópico pode acelerar esse processo, resultando em medicamentos mais puros e eficazes.

Essa descoberta tem implicações amplas na química e na física. Ela possibilita novas maneiras de realizar experimentos com feixes moleculares, nos ajudando a compreender melhor como as moléculas interagem e se comportam. O controle preciso usando radiação de micro-ondas e UV pode levar a avanços no campo da computação quântica. Moléculas com estados quânticos específicos podem ser utilizadas como qubits, que são as unidades básicas de um computador quântico.

Pesquisadores do Instituto Fritz Haber demonstraram que é possível controlar com alta precisão a transferência de estados específicos de enantiômeros em moléculas quirais, transformando uma teoria em realidade. Este avanço significativo provavelmente impulsionará novas pesquisas e inovações em diversas áreas científicas, marcando um importante progresso no estudo e uso de moléculas quirais.