在瑞士聯邦理工學院（ETH Zurich）的研究中，科學家們首次揭示了分子「手性」不僅僅是一種結構上的特徵，還涉及到電子的動態行為。透過使用超快速的圓偏振光閃光，研究團隊成功測量並操控了鏡像分子中電子的不同運動。這一現象被稱為光電子圓二色性（PECD），它描述了電子在分子是左手型還是右手型時的排放方式會有所不同。這項研究顯示，手性不僅僅關乎分子的形狀，更涉及電子的動態行為，這一發現為在電子層面上研究和控制分子過程開闢了新的途徑，並對藥物設計、分子電子學以及先進傳感技術等領域具有潛在的應用價值。
在生物學和醫學中，手性具有重要意義。某些藥物僅在特定的手型下有效，而另一種手型可能無效或甚至有害。以往，手性主要被視為分子的結構特徵。然而，ETH Zurich的研究團隊在Professor Hans Jakob Wörner的領導下，深入探討了這些分子內部的電子運動。當旋轉光束照射到手性分子時，電子會偏向於向前或向後方向發射。利用阿秒脈衝技術，研究人員能夠追踪電子的排放時刻，甚至控制它們的運動方向。更引人注目的是，工程師們成功地完全逆轉了電子的排放模式，這在過去是未曾展示過的成就。
這一突破得益於一種獨特的電子「閃光相機」，它能夠發佈圓偏振的阿秒脈衝。如此高的時間分辨率使得研究人員能夠在其自然時間尺度上捕捉電子的動態行為，並直接檢測到這些脈衝中電子運動的手性。通過與第二個圓偏振紅外光束的重疊，研究團隊不僅測量了電子在激發後從手性分子中排放的速度，還引導了它們運動的優先方向。結果依賴於分子的手性、光束的旋轉以及它們的相位差，顯示出電子動態現在不僅可以觀察，還可以主動控制。這一研究顯示，手性是一種動態的電子現象，而非僅僅是靜態的結構特徵，為更精確的藥物測試、分子電子學、旋量電子學和下一代生物傳感器等領域開啟了新的可能性。
這一發現不僅加深了對分子對稱性的理解，還可能在許多領域帶來深遠的應用。超快速的電子測量有助於以更高的靈敏度識別藥物分子的手性，為安全且有效的藥物開發鋪平道路。它們還可能在旋量電子學、分子機器和生物傳感器方面取得突破，在這些領域中，控制電子行為至關重要。這些研究成果已發表在《Nature》期刊上，為未來的科學研究和應用提供了重要的基礎。
