Mıknatıslar Kuzey ve Güneyin Yanı Sıra Sağı Soldan Ayırt Edilebilir

Dünyayı tanımlamak için kullandığımız yönlerin çoğu kişiyi merkez alır. Yukarı veya aşağı, ön veya arka, sol ve sağ şeklinde. Bu son ikisi, çoğu fizik yasasının simetrisi göz önüne alındığında, temel terimlerle açıklanması en zor olanlardır. Ancak doğada, belirgin bir "el tercihi" veya kiralitesi olan moleküller vardır; birbirlerinin ayna görüntüsü değillerdir. Üst üste bindirilemezler.

Kiralite genellikle kimyasal yöntemlerle ölçülür, ancak bir araştırma ekibi böyle bir özelliği manyetizma ile ölçmenin mümkün olabileceğini gösterdi. Elde ettikleri sonuçlar, kiral moleküllerin ve kristallerin "spin seçiciliğine" sahip olduğunu gösteriyor - spinlerinin bir yönü mü yoksa tersini mi gösterdiğine bağlı olarak elektronları iki gruba ayırabiliyorlar. Durumun böyle olmasının nedeni henüz doğrulanmadı. Ancak manyetizmayı dahil etmek büyük bir değişime neden olabilir.

Moleküler Bilimler Enstitüsü'nden ekip lideri Profesör Hiroshi Yamamoto, bir açıklamada, "Hipotezi test etmek için, elektron dönüşlerini tek bir kiral molekülde haritalamalısınız. Bu büyük bir zorluk çünkü kiral molekülleri bunu yapamayacağınız kadar küçüktür. Bunun yerine, organik bir kiral süperiletkeni dev bir kiral molekül olarak aldık." dedi. 

Süperiletkenler, elektronların direnç olmadan aktığı maddelerdir. Tüm elektronlar birbiriyle ilişkili hale gelir ve bu çalışmaya göre, spin açısından birbirlerinden ayrılıyor gibi görünürler. Molekül döndürüldüğünde bile bu ayrım değişmeden kalır ve söz konusu kristalin kiralitesini anlamak için kullanılabilir.

Yardımcı yazar Yardımcı Doçent Daichi Hirobe, "Gözlenen spin dağılımı, kiral tanıma ile ilgilidir. El kullanımına bağlı olarak, iki spin polarizasyonu, bir süperiletkenin her iki kenarında yüz yüze veya arka arkaya oturur. Bu benzersiz konfigürasyon, kiral moleküller için varsayılmıştır, ancak doğrulanmamıştır." dedi.

Kiral moleküller sadece yaygın değil, temel moleküllerdir. Bilinen tüm yaşam formları, kimyasal yapılarında belirli kiral özellikler kullanırlar ve tersi ile karşılaşıldığında tuhaf şeyler olabilir. Örneğin, limonen olarak bilinen, portakal ve limon kabuğunda (diğer bitkilerin yanı sıra) bulunan molekülü ele alalım. Bu iki meyvede, moleküller zıt kiralitededir ve bize çok farklı iki koku verir.

Ancak dahası var. Spintronik, yükün önemli olan tek unsur olduğu standart elektroniğin ötesine geçerek, dijital bilgi için elektronların dönüşünü ve yükünü kullanmayı amaçlayan bir elektronik dalıdır. Bu çalışma, araştırmacıların kiral süperiletkeninin, beklenenden 1.000 kat daha büyük, dönüşe bağlı bir voltaj oluşturabileceğini gösteriyor. Bu, genç teknolojik alanda heyecan verici uygulamalara sahip olabilir.

Çalışma Nature dergisinde yayınlandı.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.