UCLA, Arizona State University, Penn State, MIT மற்றும் Technische Universität Dresden ஆகியவற்றின் ஆராய்ச்சியாளர்களின் புதிய ஆய்வின்படி, அணுக்கரு சுழல்களுக்கு இடையே உள்ள இணைப்பின் வலிமை, மூலக்கூறின் கைராலிட்டி அல்லது கைத்தன்மையைப் பொறுத்தது. கொடுக்கப்பட்ட கையின் சிரல் மூலக்கூறுகளில் – அது இடது அல்லது வலது கை மூலக்கூறாக இருந்தாலும் – அணுக்கரு சுழல் ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் சீரமைக்க முனைகிறது என்பதையும் ஆய்வு வெளிப்படுத்தியது. வலது கை போன்ற எதிர் கைராலிட்டி கொண்ட மூலக்கூறுகளில், சுழல் எதிர் திசையில் சீரமைக்கப்படுகிறது.
இந்த கண்டுபிடிப்பு, வெளியிடப்பட்டது இயற்கை தொடர்புகுறிப்பிடத்தக்கது, ஏனெனில் பல தசாப்தங்களாக, இத்தகைய இணைப்புகள் சிராலிட்டியால் பாதிக்கப்படவில்லை என்று நம்பப்பட்டது.
இந்த அறிவு, மூலக்கூறுகள் மற்ற மூலக்கூறுகளுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது அவற்றின் கைத்தன்மையை ஆராய பயன்படுத்தப்படலாம், குறிப்பிட்ட கைராலிட்டிகள் வெவ்வேறு விளைவுகளுக்கு வழிவகுக்கும் என்பதை வெளிப்படுத்தும். இத்தகைய இடைவினைகள் வேதியியல் மற்றும் உயிரியலில் எலக்ட்ரான் சுழலின் பங்கு பற்றிய நுண்ணறிவுகளை வழங்கக்கூடும், ஏனெனில் அணுக்கரு சுழற்சிகள் எலக்ட்ரான் சுழலின் மறைமுக குறிகாட்டிகளாக செயல்படும்.
அணுவின் மையக்கருவில் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் ஒன்றாக பிணைக்கப்பட்டுள்ளன, ஒவ்வொன்றும் “சுழல்” எனப்படும் குவாண்டம் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. இந்த சுழல் ஒரு பார் காந்தம் அல்லது சுற்றும் மின்னோட்டத்தைப் போன்ற காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது. காந்தக் கருக்கள் அருகாமையில் இருக்கும்போது, ஒவ்வொரு கருவும் மற்றொன்றின் சுழற்சியை பாதிக்கிறது. இது ஸ்பின்-ஸ்பின் இணைப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் இரண்டு காந்தங்கள் ஒன்றையொன்று இழுப்பதைப் போன்றது.
இந்த இணைந்த சுழல் நிலைகள், வேதியியல் போன்ற பல்வேறு பயன்பாடுகளில், மூலக்கூறு கட்டமைப்புகளைத் தீர்மானிக்கவும், உயிரியல் மருத்துவ ஆராய்ச்சியில், காந்த அதிர்வு நிறமாலை இமேஜிங் அல்லது MRSI எனப்படும் நுட்பத்தில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. திசுக்களில் உள்ள சில இரசாயனங்களின் செறிவை அளவிடுவதன் மூலம் மருத்துவ நோயறிதல் மற்றும் ஆராய்ச்சியில் MRSI ஒரு மதிப்புமிக்க கருவியாக இருக்கலாம்.
அணுக்கரு சுழலினால் உருவாக்கப்பட்ட காந்தப்புலம், சுட்டிக்காட்டும் அம்புக்குறியைப் போன்ற ஒரு திசையைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், ஒரு திசைகாட்டி ஊசி போலல்லாமல், தொடர்ந்து வடக்கு நோக்கி சுட்டிக்காட்டுகிறது, அணுக்கரு சுழற்சியின் திசை — சுழல் நிலை என அறியப்படுகிறது — மேலே, கீழ் அல்லது மற்ற திசைகளில் சுட்டிக்காட்ட முடியும். இந்த நோக்குநிலை ஒரு மாதிரியில் உள்ள வெவ்வேறு மூலக்கூறுகளுக்கு இடையில் மாறுபடும் மற்றும் வெளிப்புற காந்தப்புலங்கள், அண்டை அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகள், அத்துடன் வெளிப்புறமாகப் பயன்படுத்தப்படும் கதிரியக்க அதிர்வெண் புலங்கள் ஆகியவற்றால் பாதிக்கப்படலாம் அல்லது கட்டுப்படுத்தலாம்.
சுழல் நிலையின் திசை முக்கியமானது, ஏனெனில் இது அணுக்கரு சுழல்களை பயன்பாடுகளில் எவ்வாறு பயன்படுத்தலாம் என்பதைப் பாதிக்கிறது. ஸ்பின்-ஸ்பின் இணைப்புகள் போன்ற சுழல் நிலைகளைப் பாதிக்கும் காரணிகளைப் புரிந்துகொள்வது மற்றும் அவற்றை எவ்வாறு கட்டுப்படுத்துவது என்பது விஞ்ஞானிகளுக்கு ஒரு குறிப்பிடத்தக்க ஆய்வுப் பகுதியாகும்.
1999 ஆம் ஆண்டு முதல், விஞ்ஞானிகள் சில மூலக்கூறுகளின் அடிப்படை பண்புகளில் ஒன்றான கைராலிட்டி, சுழல் நிலையில் சக்திவாய்ந்த விளைவைக் கொண்டிருப்பதை அறிந்திருக்கிறார்கள், ஆனால் அது இணைப்பதில் எந்த விளைவையும் ஏற்படுத்தாது என்று கருதப்பட்டது. சிராலிட்டி என்பது மூலக்கூறுகளின் வடிவியல் பண்புகளைக் குறிக்கிறது, அங்கு ஒரே மாதிரியான அணுக்கள் இரண்டு வெவ்வேறு வடிவங்களில் அமைக்கப்படலாம், அவை இடது மற்றும் வலது கைகளைப் போலவே ஒருவருக்கொருவர் மிகைப்படுத்த முடியாத கண்ணாடிப் படங்கள்.
மொழிபெயர்ப்புகள் மற்றும் சுழற்சிகளின் கலவையின் மூலம் இடது மற்றும் வலது கைகளை சரியாகச் சீரமைக்க முடியாதது போல, என்ன்டியோமர்கள் எனப்படும் இந்த கண்ணாடி-பட வடிவங்கள் கலவையில் ஒரே மாதிரியானவை, ஆனால் மற்ற சிரல் மூலக்கூறுகள் மற்றும் சூழல்களுடனான அவற்றின் தொடர்புகளில் வேறுபடுகின்றன.
காந்த அணுக்கரு சுழல்கள் எவ்வாறு இணைக்கப்படுகின்றன என்பதை ஹேண்ட்னெஸ் பாதிக்கிறது என்று புதிய ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது. விளைவு நுட்பமாகவும் சிறியதாகவும் இருந்தாலும், சோதனைகளில் கண்டறியும் அளவுக்கு அது இன்னும் பெரியதாக உள்ளது. ஒரு மூலக்கூறில் உள்ள முற்றிலும் காந்த விளைவுகள் அணுக்கரு சுழல்-சுழல் இணைப்புகளுக்கு பங்களிக்கும் என்பதை இது முதல் நிரூபணம் ஆகும்.
“மூலக்கூறு இடது கை அல்லது வலது கை என்பதைப் பொறுத்து அணுக்கரு சுழல்களுக்கு இடையிலான இணைப்பு மாறுபடும் என்பதை நாங்கள் கண்டுபிடித்தோம்” என்று தொடர்புடைய எழுத்தாளரும் UCLA வேதியியல் பேராசிரியருமான லூயிஸ் பவுச்சார்ட் கூறினார். “இணைப்பின் வலிமை இரண்டு கைரல் வடிவங்களுக்கிடையில் வேறுபடுகிறது. கைராலிட்டி உண்மையில் இந்த இணைப்புகளை மாற்றியமைப்பதைக் கண்டு நாங்கள் ஆச்சரியப்பட்டோம். எங்கள் கண்டுபிடிப்பு மூலக்கூறுகளை அவற்றின் கைராலிட்டியின் அடிப்படையில் தேர்ந்தெடுத்து ஆய்வு செய்ய பயன்படுத்தப்படலாம்.”
கைராலிட்டியைக் கண்டறிந்து, இரசாயன எதிர்வினைகளைக் கையாள முடியும் என்பதால், அணுக்கரு சுழல்களுக்கு உணர்திறன் கொண்ட நுட்பங்கள் சிரல் குழுக்களை உள்ளடக்கிய இரசாயன எதிர்வினைகளைத் தொந்தரவு செய்யாத சென்சார்களாகப் பயன்படுத்தப்படலாம் என்று பௌச்சார்ட் பரிந்துரைக்கிறார். இது எதிர்வினை நிகழும்போது அதைக் கண்காணிக்கவும் பகுப்பாய்வு செய்யவும் அனுமதிக்கும். ஒரு சாத்தியமான பயன்பாடு உயிரியல் அமைப்புகளுக்கான இடையூறு இல்லாத நிறமாலை சென்சார்களை உருவாக்குவதாகும்.
“எலக்ட்ரான்களின் நிலையை ஆய்வு செய்வதற்கும் வேதியியல் மற்றும் உயிரியல் அமைப்புகளில் சுழலுவதற்கும் எங்களுக்கு சிறந்த முறைகள் தேவை” என்று பவுச்சார்ட் கூறினார். “இந்த கண்டுபிடிப்பு வேதியியல் மற்றும் உயிர்வேதியியல் கருவிப்பெட்டிகளில் ஒரு புதிய கருவியைச் சேர்க்கிறது, இரசாயன எதிர்வினைகளின் போது சுழற்சிகளின் நிலையை ஆய்வு செய்யும் ஆய்வுகளை வடிவமைக்க உதவுகிறது.”
