Recientemente, el Laboratorio de Micro y Nano Ingeniería, Escuela de Ciencias de la Ingeniería, La Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) ha logrado importantes avances en el campo de la investigación de detección de quiralidad estructural utilizando luz de vórtice, y descubrió que el momento angular orbital de los fotones puede detectar de manera eficiente la señal quiral óptica de las estructuras.

El logro fue publicado en la revista internacional PNAS .

Las estructuras quirales se encuentran ampliamente en la naturaleza, como las estructuras de doble hélice de ADN, zarcillos de plantas y conchas. Además de observar la geometría de los objetos, su quiralidad también se puede distinguir por la interacción de la luz con la materia. Por ejemplo, La detección de espectros de dicroísmo circular se puede lograr mediante el estudio de las diferentes respuestas ópticas de las estructuras a la luz polarizada circularmente de giro izquierdo y derecho a través de la interacción del momento angular de giro del fotón con la materia.

Similar, ¿Puede fotón momento angular orbital, que también tiene características quirales, utilizarse para detectar estructuras quirales y cómo se puede obtener la señal de respuesta óptica significativa?

Para abordar las preguntas científicas anteriores, El equipo descubrió que la luz del vórtice contiene una fase helicoidal (momento angular orbital del fotón) que puede interactuar con la microestructura quiral para producir una dispersión diferencial de vórtice significativa al hacer coincidir el tamaño del haz y la estructura quiral.

Se encontró que la región de tamaño de estructura versus longitud de onda operativa donde se encuentra el pico de dispersión diferencial de vórtice se encuentra en una región previamente inexplorada por la respuesta de dicroísmo circular y permite la detección de luz monocromática.

El trabajo también investiga la relación entre el espectro de dispersión de diferencia de vórtice y la geometría de la estructura helicoidal. así como los medios para mejorar la señal de detección de moléculas quirales.

Se espera que esta técnica proporcione un método de detección novedoso en el campo de los estudios posteriores de interacción quiral luz-materia.