Едно од најдолготрајните прашања во науката е зошто живите системи речиси секогаш избираат само една од двете огледални форми на одредени молекули. Ново истражување објавено во Science Advances посочува дека дел од одговорот може да се крие во електронскиот спин, квантно својство што влијае врз начинот на кој електроните се движат низ хирални молекули.
Многу биолошки важни молекули постојат во две форми што се однесуваат како лева и десна рака: имаат ист состав, но не можат целосно да се преклопат една врз друга. Таквите молекули се нарекуваат енантиомери. Во живиот свет, сепак, изборот не е случаен: аминокиселините главно се појавуваат во една ориентација, додека шеќерите ја следат спротивната. Оваа појава, позната како хомохиралност, повеќе од еден век ги збунува физичарите, хемичарите и биолозите.
Тим предводен од проф. Јоси Палтиел од Хебрејскиот универзитет во Ерусалим и проф. Рон Нааман од Институтот Вајцман покажува дека огледалните молекули не мора секогаш да се однесуваат совршено симетрично кога низ нив минуваат електрони. Иако нивната енергија во мирување е иста, при динамични процеси, како електронски транспорт, спинот на електроните може различно да се усогласи со структурата на секоја молекуларна форма.
Според студијата, ова води до разлики во спинската поларизација и во ефикасноста со која двете форми учествуваат во одредени физички и хемиски процеси. Тоа е важно затоа што ја нарушува претпоставката дека огледалните молекули секогаш се разликуваат само по насока, но не и по јачина на ефектот.
Истражувачите комбинирале теоретски модел, експерименти и напредни пресметки за да покажат дека асиметријата се појавува токму кога електроните се движат низ хирална средина. Таквата разлика не е видлива во статичните својства на молекулите, туку во нивното однесување при интеракција со електрони и магнетни услови.
Ако една огледална форма постојано има мала предност во такви процеси, таа предност би можела постепено да се засили низ долги временски периоди. Тоа не докажува целосно како настанала биолошката хомохиралност, но нуди физички механизам што може да помогне да се објасни зошто природата избрала една молекуларна „рака“ наместо другата.
Резултатите отвораат и пошироки можности: од подобро разбирање на раните чекори во биохемијата, до развој на материјали што ја користат врската меѓу хиралноста и спинот на електроните. Студијата сугерира дека симетријата во хемијата е посуптилна отколку што изгледа, особено кога во игра влегуваат квантни својства.
