От живата материя до молекулите и елементарните частици, светът около нас се състои от хирални обекти, които се различават от огледалните си форми.
Поведението на много познати обекти, от молекули до елементарни частици, зависи от това с коя огледална версия взаимодействаме, пише Wired.
В книгата на Луис Карол от 1871 г. „Алиса в Огледалния свят“ главната героиня прекрачва през огледало, за да открие как отразеният свят се различава от нейния собствен. Тя открива, че всички книги са написани наобратно и хората живеят наобратно, навигирайки в свят, където следствията предхождат причините си.
Когато обектите изглеждат различно в огледало, учените ги наричат хирални. Например, ръцете са хирални. Дясната ръка става лявата ръка в света на огледалата и няма начин да се подравнят перфектно за ръкостискане, защото пръстите се огъват в грешна посока.
Поведението на много познати обекти, от молекули до елементарни частици, зависи от това с коя огледална версия взаимодействаме.
В началото на книгата Алиса държи котката си Кити до огледало и заплашва да я бутне от другата страна. „Чудя се дали ще ви дадат мляко там? Може би млякото в огледалото не е добро за пиене“, казва тя.
Алиса беше права. Малко повече от две десетилетия преди публикуването на тази книга, Луи Пастьор открива, докато експериментира със застояло вино, че някои молекули могат да бъдат хирални. Те могат да имат различни леви и десни форми, които е невъзможно да се наслагват. Пастьор установява, че въпреки че съдържат едни и същи компоненти, огледалните образи на хиралните молекули могат да изпълняват различни химични функции.
Лактозата, захарта, която се съдържа в млякото, е хирална. Захарите, произвеждани и консумирани от живите организми, винаги са десноцентрични. Животът, какъвто го познаваме, използва само десноцентрични захари. Ето защо генетичната стълба на ДНК винаги се извива надясно.
Котката Кити не би могла да смила огледално мляко. Нещо повече, ако то съдържаше бактерии с обратна хиралност, имунната ѝ система нямаше да може да се пребори с тях. Учените наскоро предупредиха срещу синтезирането на огледални форми на живот поради тази причина: ако една от тях избяга от лабораторията, тя може да заобиколи защитите на нормалните форми на живот.
Учени предупреждават: опасен експеримент може да причини края на света
Работата на Пастьор върху молекулите се основава на по-ранно откритие на Огюстен-Жан Френел, който през 1822 г. осъзнава, че различни кварцови призми могат да предизвикат въртене на електрическото поле на светлината в една от двете посоки: по часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка. Ако всяка частица светлина можеше да остави следа от дим след себе си, тогава от едната призма щеше да излиза дясна къдрица дим, а от другата - лява.
Физиците сега считат хиралността за фундаментално свойство на всички елементарни частици, като заряд или маса. Безмасовите частици винаги се движат със скоростта на светлината и всички те носят вътрешен ъглов момент, сякаш се въртят като пумпал.
Ситуацията е малко по-сложна за масивни частици като електрони и кварки (кварките изграждат протоните и неутроните, градивните елементи на ядрото на атома). Тъй като масивните частици се движат по-бавно, наблюдателят може ефективно да промени посоката на тяхното движение, като по този начин обърне видимата им хиралност. Поради тази причина, когато описват хиралността на масивните частици, физиците често се позовават на математическо описание на квантовите свойства на частицата. Когато завъртите частица, нейната квантова вълнова функция се измества наляво или надясно, в зависимост от нейната хиралност.
Почти всяка елементарна частица има огледален образ. Отрицателно зареденият ляв електрон има огледален образ на позитрон, отрицателно заредена дясна частица, която е частица антиматерия.
Нашата вселена е различна от огледалния си образ. Слабото взаимодействие, силата, отговорна за радиоактивния разпад, се усеща само от левичари. Това означава, че някои частици ще се разпаднат в обикновения свят, докато техните огледални еквиваленти няма да се разпаднат.
Има една частица, която сякаш изобщо не се отразява в огледалото. Неутриното е наблюдавано само в лявата си форма. Физиците изследват дали съществува дясно неутрино или огледалните изображения на неутриното са просто идентични, което би могло да помогне да се обясни защо във Вселената има нещо, а не нищо.
