Işığın Yeni Bir Yapısı Bulundu: Kiral Girdap
Kiral girdap adı verilen tamamen yeni bir ışık yapısı ortaya çıktı ve bu yapının yaratılmasının ardındaki uluslararası bilim ekibi, yeni ilaçların geliştirilmesinde ve hastalıkların doğru bir şekilde teşhis edilmesinde çok önemli olabileceğini söylüyor.
Adından da anlaşılacağı üzere, yeni ışık demeti, ışığın ilerlerken spiraller çizdiği standart bir ışık girdabını alıyor ve kiralite ekliyor: moleküllerin ve iyonların ya sol el ya da sağ el ayna görüntüsü konfigürasyonunda (tıpkı insan eli gibi) oldukları bir özellik.
Işığı her noktada kiral hale getirmek, bilim insanlarının moleküllerdeki kiraliteyi yüksek hassasiyetle ölçebileceği anlamına geliyor. Moleküllerin ‘yönlülüğü’ etkileşim ve davranış biçimlerini önemli ölçüde değiştirebilir ve bu da moleküllerin vücut için yararlı veya zararlı olması arasındaki fark anlamına gelebilir.
Almanya’daki Max Born Enstitüsü’nden fizikçi Olga Smirnova, “En son araştırmalar, sol ve sağ moleküllerin göreceli konsantrasyonunun kanserler, böbrek ve beyin hastalıkları için bir biyobelirteç görevi görebileceğini gösteriyor” diyor.
Farklı kiralite, farklı ışık okumalarına yol açar. (Mayer ve diğerleri, Nature Photonics, 2024)
Kiralite, hastalıkları tanımlamanın yanı sıra ilaç geliştirmenin de önemli bir parçasıdır. Atomlarının düzeninde farklılık gösteren ilaçların istenmeyen etkileri olabilir ve bu da bilimsel araştırmaları çarpıtarak sağlık açısından yıkıcı sonuçlara yol açabilir.
Yeni teknoloji bu hataların önüne geçmeyi amaçlıyor. Kiral girdap kiral moleküllerle etkileşime girdiğinde, moleküller foton yayar. Bilim insanları bu fotonların örüntüsünü ölçerek kaç tane solak ve sağlak molekülün etkileşime girdiğini doğru bir şekilde tespit edebiliyor.
Moleküllerdeki kiraliteyi ölçmenin halihazırda yolları olsa da, araştırmacılar kiral girdabın daha güvenilir, daha doğru ve elimizdekinden daha ucuz olacağını umuyor – daha iyi sonuçlar elde etmek için daha küçük örnek boyutları gerektiriyor. Ancak yine de daha fazla geliştirilmesi ve ölçeklendirilmesi gerekiyor.
Max Born Enstitüsü’nden fizikçi Nicola Mayer, “Geleneksel kiralite ölçümleri, her ikisinden de neredeyse eşit miktarda içeren örneklerde sağ ve sol elli moleküllerin konsantrasyonunu belirlemekte zorlandı” diyor.
“Yeni yöntemimizle, ayna ikizlerden birinin konsantrasyonundaki küçük bir fazlalık tespit edilebilir, bu da muhtemelen yaşamı değiştirecek bir fark yaratmaya yetecektir.”
Kiralitenin ilk olarak nasıl ortaya çıktığından emin değiliz, ancak Dünya’daki yaşamın pek çok farklı yönünde derin bir rol oynamaya başlamadan önce uzayın derinliklerinden gelmiş olabilir. Kiral molekülleri daha iyi tespit edebilecek cihazlara sahip olmak ileriye doğru atılmış büyük bir adım olacaktır.
Bu aynı zamanda ışık ve madde arasındaki temel etkileşimleri anlamaktan, kimyasal reaksiyonları ışıkla kontrol etmeye kadar başka alanlarda da faydalı olabilecek bir teknolojidir.
Mayer, “Bu sinyaller aynı zamanda elektronların moleküllerin içinde doğal hızlarında nasıl hareket ettiklerine dair bir anlık görüntü sağlayabilir” diyor. “Bu anlayış, elektronların davranışını şekillendirmek ve hatta sonunda ışıkla kimyasal reaksiyonları etkilemek için zemin hazırlayabilir.”
Kaynak: https://www.sciencealert.com