Eine neue Möglichkeit, chirale Moleküle mit Licht zu identifizieren, könnte die Nachweiseffizienz erheblich verbessern

Chirale Moleküle sind solche, die zwei spiegelbildliche Versionen haben, wie unsere rechte und linke Hand. Diese Moleküle haben die gleiche Struktur, aber unterschiedliche Eigenschaften, wenn sie mit anderen Molekülen interagieren, auch denen in unserem Körper. Dies ist beispielsweise bei Arzneimittelmolekülen wichtig, bei denen möglicherweise nur die rechts- oder linksdrehende Version die gewünschte Wirkung hat.

Es war jedoch schwierig, die Chiralität von Materie zu erkennen und zu quantifizieren. Aktuelle Methoden, die eine Form von Licht verwenden, die eine (rechts- oder linksdrehende) Helix erzeugt, haben das Problem, dass jede Windung der Helix viel größer ist als die Moleküle. Dies stellt den Nachweis molekularer Chiralität vor große Herausforderungen.

Jetzt haben Forscher am Imperial College London zusammen mit Mitarbeitern in Deutschland und Spanien eine neue Möglichkeit entwickelt, Licht zum Nachweis von Chiralität zu nutzen. Anstatt eine Lichthelix im Weltraum zu erzeugen, haben sie eine Möglichkeit entwickelt, sie mit Hilfe von Lasern mit mäßiger Intensität im Laufe der Zeit spiralförmig zu machen.

Diese Form von Licht treibt chirale elektronische Ströme innerhalb der Moleküle an, wodurch eine Version des Moleküls helles Licht aussendet, während das Gegenstück dunkel bleibt, was die Nachweisfähigkeit erheblich verbessert. Der Artikel wird in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftliche Fortschritte.

Die Simulationen des Teams zeigen, dass hierfür keine besonders intensiven Laser erforderlich wären, was die Möglichkeit einer zerstörungsfreien Abbildung der molekularen Chiralität eröffnet. Das Team plant nun, die Theorie in die Praxis umzusetzen und mit anderen Physikern am Imperial zusammenzuarbeiten, um mithilfe von Femtosekundenlaseranlagen chirale Moleküle abzubilden und zu manipulieren.