В течение почти 20 лет исследователи полагали, что невозможно дифференцировать энантиомеры хиральной молекулы с помощью спиральных световых пучков. Энантиомеры - это зеркальные отражения молекулы, которые нельзя наложить друг на друга, как наши левая и правая руки, которые не могут казаться идентичными просто из-за переориентации. Кроме того, ожидается, что молекулы с симметричными свойствами, такие как ахиральные молекулы, не будут проявлять какой-либо зависимости от спиральности света.

Тем не менее, это то, что сделала группа исследователей из Университета Оттавы.

Команда, возглавляемая профессором Рави Бхардвадж и его аспирантами Ашишем Джайном и Жан-Люком Бегином, в сотрудничестве с профессорами Томасом Брабеком, Эбрахимом Карими из uOttawa Nexus for Quantum technology Institute и Полом Коркамом, канадским научным руководителем в области аттосекундной фотоники, разработала новую мануальную технику, позволяющую различать два не--накладываемые зеркальные изображения хиральной молекулы. Его эффективность можно даже масштабировать и контролировать с помощью линейно поляризованных спиральных световых лучей.

"Наше понимание взаимодействий света и материи в основном основано на распространении однородно поляризованного света и доминировании дипольно-активных переходов между различными квантовыми состояниями материи", - объяснил Жан-Люк Бегин. "Мультипольные эффекты более высокого порядка часто игнорируются. Наши выводы демонстрируют их важность".

Их основные выводы включают:

• Повышенную киральную чувствительность можно наблюдать непосредственно с помощью линейно поляризованных спиральных световых лучей без какого-либо посредника.

• Дифференциальное поглощение левостороннего и правосторонне-асимметричного спирального света может наблюдаться даже в ахиральных молекулах, которые можно масштабировать и точно контролировать.

• Зависящее от спиральности поглощение света возникает из-за связи электрического дипольного и электрического квадрупольного моментов и может быть настроено путем изменения поляризации лазера.

"Обнаружение энантиомеров с повышенной чувствительностью имеет важное значение в фармацевтической промышленности для устранения нежелательных побочных эффектов лекарства", - добавил Ашиш Джайн. "Более того, продемонстрированный нами контроль взаимодействий света и материи с помощью спирального света потенциально открывает новые возможности в спектроскопии, молекулярных машинах, управляемых светом, оптическом переключении и сверхбыстром зондировании магнитных материалов".