Une percée dans la recherche sur les molécules chirales ouvre de nouveaux horizons à la science
Dans une étude intitulée "Near-complete chiral selection in rotational quantum states" et publiée dans Nature Communications, le groupe Controlled Molecules du département de physique moléculaire de l'Institut Fritz Haber a fait un grand pas en avant dans le domaine des molécules chirales. L'équipe, dirigée par le Dr Sandra Eibenberger-Arias, est parvenue à une séparation quasi complète des états quantiques pour ces composants essentiels de la vie.
© FHI
Cette découverte remet en question les hypothèses antérieures concernant les limites pratiques du contrôle de l'état quantique des molécules chirales et ouvre la voie à de nouvelles orientations de recherche en physique moléculaire et au-delà.
Les molécules chirales, qui existent sous la forme de deux versions miroir non superposables appelées énantiomères, à l'instar de notre main gauche et de notre main droite, sont fondamentales pour le tissu de la vie. La capacité de contrôler ces molécules et leurs états quantiques a de profondes implications, depuis la séparation spatiale des énantiomères en phase gazeuse jusqu'à la vérification d'hypothèses sur les origines de l'homochiralité de la vie - la préférence d'une image miroir par rapport à l'autre dans les systèmes biologiques.
Jusqu'à présent, la communauté scientifique pensait qu'un contrôle parfait des états quantiques de ces molécules était théoriquement possible mais pratiquement inaccessible. L'équipe de l'Institut Fritz Haber a prouvé le contraire. En créant des conditions expérimentales presque idéales, elle a montré qu'il était possible d'atteindre une pureté de 96 % dans l'état quantique d'un énantiomère (l'une des deux images miroir), avec seulement 4 % pour l'autre, se rapprochant ainsi considérablement de l'objectif d'une sélectivité de 100 %.
Cette percée a été rendue possible grâce à l'utilisation de champs de micro-ondes sur mesure combinés à un rayonnement ultraviolet, ce qui a permis un contrôle sans précédent des molécules. Dans l'expérience, un faisceau de molécules, dont les mouvements de rotation sont en grande partie supprimés (refroidies à une température de rotation d'environ 1 degré au-dessus du zéro absolu), traverse trois régions d'interaction où il est exposé à des rayonnements UV et micro-ondes résonnants. Il en résulte, ce qui constitue une avancée significative dans les expériences de faisceaux moléculaires, que les états quantiques rotationnels choisis contiennent presque exclusivement l'énantiomère sélectionné d'une molécule chirale.
Cette nouvelle expérience ouvre de nouvelles perspectives pour l'étude des effets fondamentaux de la physique et de la chimie impliquant des molécules chirales. La méthode de l'équipe offre une nouvelle voie pour explorer la violation de la parité dans les molécules chirales - un phénomène prédit par la théorie mais pas encore observé expérimentalement. Ce phénomène pourrait avoir de profondes répercussions sur notre compréhension des (a)symétries fondamentales de l'univers.
Cette étude montre essentiellement qu'il est possible de réaliser un transfert d'état presque complet et spécifique à l'énantiomère et que cette méthode peut être appliquée à la grande majorité des molécules chirales. Cette découverte devrait ouvrir de nouvelles perspectives en physique moléculaire, y compris de nouvelles approches de recherche et des applications potentielles.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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