Дослідники розгадують таємницю оптичного світла 20-річної давності

Вважалося, що неможливо диференціювати енантіомери хіральної молекули за допомогою спіральних світлових променів — дотепер це було завдяки групі дослідників з Уоттави.

Протягом майже 20 років дослідники вважали, що неможливо диференціювати енантіомери хіральної молекули за допомогою спіральних світлових променів. Енантіомери — це дзеркальні відображення молекули, які неможливо накласти, як наші ліва і права руки, які не можуть виглядати ідентичними простою зміною орієнтації. Крім того, не очікується, що молекули з симетричними властивостями, такі як ахіральні молекули, не будуть залежати від спіральності світла.

І все ж це те, що зробила група дослідників з Оттавського університету.

Команда під керівництвом професора Раві Бхардваджа та його доктора філософії. студенти Ашіш Джейн і Жан-Люк Бегін у співпраці з професорами Томасом Брабеком, Ебрагімом Карімі з Інституту квантової технології Nexus в Оттаві та Полом Коркумом, канадським керівником кафедри аттосекундної фотоніки, розробили нову хіроптичну техніку для диференціації двох не- накладні дзеркальні зображення хіральної молекули. Його ефективність можна навіть масштабувати та контролювати за допомогою лінійних поляризованих спіральних світлових променів.

«Наше розуміння взаємодії світла та матерії в основному базується на поширенні однорідно поляризованого світла та домінуванні дипольно-активних переходів між різними квантовими станами матерії», — пояснив Жан-Люк Бегін. «Мультипольні ефекти вищого порядку часто ігноруються. Наші висновки демонструють їхню важливість».

Їх основні висновки включають:

• Підвищену хіральну чутливість можна спостерігати безпосередньо за допомогою лінійно поляризованих спіральних світлових променів без будь-яких посередників.
• Диференціальне поглинання лівого та правого асиметричного спірального світла можна спостерігати навіть в ахіральних молекулах, які можна масштабувати та точно контролювати.
• Залежне від спіральності поглинання світла виникає внаслідок взаємодії електричного дипольного та електричного квадрупольного моментів і може бути налаштовано зміною поляризації лазера.

«Виявлення енантіомерів із підвищеною чутливістю має важливе значення у фармацевтичній промисловості для усунення небажаних побічних ефектів ліків», — додав Ашіш Джайн. «Щобільше, продемонстроване нами управління взаємодією світло-матерія за допомогою спірального світла потенційно відкриває нові можливості в спектроскопії, молекулярних машинах, керованих світлом, оптичному перемиканні та надшвидкому зондуванні магнітних матеріалів».