23 अप्रैल, 2026 (टीपीएस-आईएल) — पेसाच बेन्सन और ओमर नोवोसेल्स्की द्वारा
यरुशलम, 23 अप्रैल, 2026 (टीपीएस-आईएल) — इस रहस्य का कि जीवन अपने दर्पण-छवि के बजाय एक आणविक “हाथ” को क्यों पसंद करता है, क्वांटम भौतिकी में निहित एक स्पष्टीकरण के करीब हो सकता है, एक ऐसी खोज जो अंततः फार्मास्यूटिकल्स से लेकर अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक्स तक सब कुछ प्रभावित कर सकती है।
एक नए इज़राइली अध्ययन से पता चलता है कि इलेक्ट्रॉनों का एक छोटा क्वांटम गुण, जिसे “स्पिन” के रूप में जाना जाता है, यह समझाने में मदद कर सकता है कि जीव विज्ञान लगातार अपने दर्पण-छवि समकक्षों के बजाय कई अणुओं का केवल एक संस्करण का उपयोग क्यों करता है।
कई जैविक अणु दो दर्पण-छवि रूपों में आते हैं, जिन्हें एनैन्टिओमर कहा जाता है। मानक रसायन विज्ञान में, दोनों रूपों को समान व्यवहार करना चाहिए और समान मात्रा में दिखाई देना चाहिए। लेकिन जीवित प्रणालियों में, ऐसा नहीं है। जीवन लगभग हमेशा केवल एक संस्करण का उपयोग करता है: अमीनो एसिड आम तौर पर बाएं हाथ के होते हैं, जबकि शर्करा दाएं हाथ की होती हैं। इस पैटर्न, जिसे होमोचिरैलिटी के रूप में जाना जाता है, ने वैज्ञानिकों को एक सदी से भी अधिक समय से हैरान कर रखा है।
यरुशलम के हिब्रू विश्वविद्यालय के प्रोफेसर योस्सी पैल्टिएल के नेतृत्व में इज़राइली शोधकर्ताओं की एक टीम ने पाया कि इसका उत्तर इन अणुओं के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के तरीके में निहित हो सकता है। इलेक्ट्रॉनों में स्पिन नामक एक गुण होता है, जो प्रभावित करता है कि वे पदार्थ के साथ कैसे इंटरैक्ट करते हैं। अध्ययन में पाया गया कि जब इलेक्ट्रॉन काइरल अणुओं से गुजरते हैं, तो उनका स्पिन अलग तरह से व्यवहार करता है, जो इस बात पर निर्भर करता है कि वे किस दर्पण-छवि रूप का सामना करते हैं।
यह निष्कर्ष सहकर्मी-समीक्षित साइंस एडवांसेज में प्रकाशित हुए थे।
पैल्टिएल ने द प्रेस सर्विस ऑफ़ इज़राइल को बताया, “जीवन होमोकाइरल है। यह कोई मामूली बात नहीं है, क्योंकि मानक रसायन विज्ञान में दोनों दर्पण अणुओं के मिलने की समान संभावना होती है। हमारा अध्ययन पूछता है कि प्रकृति काइरल क्यों है और समरूपता कैसे टूटती है। वर्तमान पत्र बताता है कि इलेक्ट्रॉन स्पिन इंटरैक्शन दोनों प्रभावों की व्याख्या कर सकते हैं।”
छोटे स्पिन अंतर मायने रखते हैं
हालांकि एक अणु के दो संस्करणों में स्थिर परिस्थितियों में समान ऊर्जा होती है, वे इलेक्ट्रॉन परिवहन और रासायनिक प्रतिक्रियाओं जैसी गतिशील प्रक्रियाओं के दौरान समान रूप से व्यवहार नहीं करते हैं। निष्कर्ष बताते हैं कि ये अंतर इस बात को प्रभावित कर सकते हैं कि प्रत्येक रूप इलेक्ट्रॉनों से जुड़ी प्रतिक्रियाओं में कितनी कुशलता से भाग लेता है। लंबे समय तक, दक्षता में बहुत छोटे अंतर भी मायने रख सकते हैं। शोधकर्ताओं का सुझाव है कि यदि एक आणविक रूप इन परिस्थितियों में लगातार थोड़ा बेहतर प्रदर्शन करता है, तो यह धीरे-धीरे प्रमुख हो सकता है। यह समझाने में मदद कर सकता है कि जीव विज्ञान ने ज्ञात सभी जीवन में अणुओं के एक “हाथ” का पक्ष क्यों लिया।
निष्कर्षों में सैद्धांतिक कार्य, प्रयोगात्मक परिणाम और काइरल सिस्टम में इलेक्ट्रॉन व्यवहार की गणना शामिल है। वे उन प्रक्रियाओं में क्वांटम प्रभावों की पहले से कम आंकी गई भूमिका की ओर इशारा करते हैं जो जीव विज्ञान के लिए मौलिक हैं।
पैल्टिएल ने टीपीएस-आईएल को बताया कि इस शोध के “ड्रग मार्केट, हरित ऊर्जा और चिप उद्योग के लिए कंडक्टर में सुधार में अनुप्रयोग हैं।”
फार्मास्यूटिकल्स में, यह खोज दवाओं को डिजाइन और उत्पादन करने के तरीके को बेहतर बनाने में मदद कर सकती है। कई दवाएं दो दर्पण-छवि रूपों में मौजूद होती हैं, लेकिन आमतौर पर केवल एक ही मानव शरीर में प्रभावी होती है। यदि इलेक्ट्रॉन स्पिन यह प्रभावित कर सकता है कि कौन सा आणविक रूप प्रमुख हो जाता है, तो सही संस्करण को अधिक कुशलता से और अधिक सटीकता के साथ उत्पादन करना संभव हो सकता है।
इलेक्ट्रॉनिक्स और सेमीकंडक्टर प्रौद्योगिकी में, निष्कर्ष उद्योग की बढ़ती चुनौतियों में से एक को संबोधित करने में मदद कर सकते हैं: तेजी से छोटे और शक्तिशाली चिप्स में गर्मी प्रबंधन। अध्ययन से पता चलता है कि “काइरल” गुणों के साथ डिजाइन की गई सामग्री, जो इलेक्ट्रॉन स्पिन से प्रभावित होती है, गर्मी और विद्युत संकेतों को नियंत्रित करने के तरीके में सुधार कर सकती है। पैल्टिएल ने टीपीएस-आईएल को बताया कि इस विचार पर पहले से ही व्यावसायिक रूप से खोज की जा रही है, यह कहते हुए कि अनुसंधान से जुड़ी एक स्टार्टअप “काइरल कोटिंग्स और काइरल धातुओं पर काम कर रही है जो सेमीकंडक्टर उद्योग में गर्मी प्रबंधन को संबोधित करती हैं।”
ऊर्जा और सामग्री विज्ञान में, यह तंत्र रासायनिक प्रतिक्रियाओं और ऊर्जा हस्तांतरण के लिए अधिक कुशल सामग्री डिजाइन करने के नए तरीके प्रदान कर सकता है। चूंकि यह प्रभाव इस बात से जुड़ा है कि इलेक्ट्रॉन पदार्थ से कैसे गुजरते हैं, यह उत्प्रेरक और प्रवाहकीय सामग्री को बेहतर बनाने में मदद कर सकता है जो हरित ऊर्जा प्रणालियों सहित विभिन्न तकनीकों में उपयोग की जाती है। व्यापक रूप से, यह दृष्टिकोण में बदलाव का सुझाव देता है, जहां वैज्ञानिक न केवल रासायनिक संरचना के आधार पर बल्कि इलेक्ट्रॉन स्पिन आणविक आकार के साथ कैसे इंटरैक्ट करता है, इसके आधार पर सामग्री डिजाइन कर सकते हैं।