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生命起源时的磁效应

导读 氨基酸和糖等生物分子以两种镜像形式存在——然而,在所有生物体中,只发现了一种。为什么会出现这种情况目前还不清楚。德国 Empa 和于利...

氨基酸和糖等生物分子以两种镜像形式存在——然而,在所有生物体中,只发现了一种。为什么会出现这种情况目前还不清楚。德国 Empa 和于利希研究中心的研究人员现在发现了证据,表明电场和磁场之间的相互作用可能是这种现象的根源。

所谓的生命同手性——生物体中的所有生物分子仅以两种镜像形式之一出现这一事实——让许多科学名人感到困惑,从分子手性的发现者路易斯·巴斯德到威廉·汤姆森。开尔文勋爵)和诺贝尔奖得主皮埃尔·居里。

仍然缺乏结论性的解释,因为两种形式具有相同的化学稳定性,并且其物理化学性质彼此没有差异。然而,电场和磁场之间的相互作用可以解释对分子的一种或另一种镜像形式(所谓的对映异构体)的偏好很早就出现了。

然而,直到几年前,第一个间接证据才出现,表明这些力场的各种组合确实可以“区分”分子的两个镜像。这是通过研究手性分子与金属表面的相互作用来实现的,金属表面在短距离内表现出强电场。

因此,铁、钴或镍等磁性金属的表面允许电场和磁场以各种方式结合——磁化方向简单地颠倒过来,从“北上——南下”到“南上——北下”。

如果磁场和电场之间的相互作用实际上触发了“对映选择性”效应,那么手性分子和磁性表面之间的相互作用强度也应该有所不同,例如,取决于是右手分子还是左手分子“定居”在表面。