Ένα ηλεκτρόνιο έχει μετατραπεί σε ένα σπειροειδές κύμα μάζας και φορτίου, με τη βοήθεια ενός λέιζερ.
«Η χοϊκότητα, ή αλλιώς ο χειρισμός, είναι ένα ενδιαφέρον και εν μέρει ακόμη αινιγματικό χαρακτηριστικό του σύμπαντός μας», λέει ο Πέτερ Μπάουμ από το Πανεπιστήμιο της Κωνστάνζ στη Γερμανία. Τα χειρόμορφα αντικείμενα, όπως οι σπείρες ή τα μπλοκ σε σχήμα L, έχουν αριστερόστροφη ή δεξιόστροφη μορφή- τα μη χειρόμορφα, όπως οι κύκλοι ή οι ευθείες γραμμές, δεν έχουν. Πολλά μόρια και υλικά είναι εκ φύσεως χειρόμορφα και το αν είναι δεξιόχειρα ή αριστερόχειρα αλλάζει τον τρόπο λειτουργίας τους. Όμως ο Μπάουμ και οι συνεργάτες του επινόησαν έναν τρόπο να προσθέσουν χειρικότητα σε κάτι πολύ μικρό και στοιχειώδες – ένα μόνο ηλεκτρόνιο.
Τα ηλεκτρόνια είναι κβαντικά αντικείμενα, οπότε παρουσιάζουν τόσο σωματιδιακή όσο και κυματική συμπεριφορά, ανάλογα με το πείραμα. Σε αυτό, οι ερευνητές εκμεταλλεύτηκαν την κυματιστότητα του ηλεκτρονίου. Πρώτα δημιούργησαν έναν εξαιρετικά γρήγορο παλμό ηλεκτρονίων και στη συνέχεια τον πέρασαν μέσα από λεπτές κεραμικές μεμβράνες, όπου τα σωματίδια συνάντησαν μια ειδική δέσμη λέιζερ. Η δέσμη είχε σχήμα σαν στροβιλώδης δίνη φωτός και, ως αποτέλεσμα, μετέφερε ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο με παρόμοιο σχήμα. Το πεδίο αυτό επηρέαζε την κυματοσυνάρτηση, ή αλλιώς τις κυματικές ιδιότητες, κάθε ηλεκτρονίου που περνούσε μέσα από αυτό.
Τέλος, οι ερευνητές εντόπισαν αυτά τα πειραγμένα ηλεκτρόνια και υπολόγισαν τις «αναμενόμενες τιμές» για τη μάζα και το φορτίο του καθενός – πού στο διάστημα θα ήταν πιο πιθανό να μετρηθούν μη μηδενικές ποσότητες και των δύο χαρακτηριστικών. Αυτές οι περιοχές του χώρου σχημάτισαν σχήματα: τρισδιάστατες σπείρες που ήταν σαφώς αριστερόχειρες ή δεξιόχειρες.
Ο Μπεν ΜακΜόραν στο Πανεπιστήμιο του Όρεγκον, ο οποίος έχει εργαστεί σε προηγούμενα πειράματα με την κατασκευή χειρόμορφων ηλεκτρονικών σπειρών, λέει ότι η νέα εργασία είναι «μια πολύ εξελιγμένη εξέλιξη της τελευταίας τεχνολογίας στη διαμόρφωση ηλεκτρονίων». Η ομάδα επέδειξε ακριβή έλεγχο των σπειροειδών ηλεκτρονίων της, ο οποίος θα είναι ζωτικής σημασίας για τη χρήση των σωματιδίων σε εφαρμογές όπως η απεικόνιση ή ο έλεγχος των υπαρχόντων υλικών, λέει.
Ο Μπάουμ και οι συνεργάτες του έχουν ήδη επιβεβαιώσει ότι η πυροδότηση ενός αριστερόχειρα πηνίου ηλεκτρονίων σε μια δεξιόστροφη νανοδομή χρυσού παράγει ένα διαφορετικό μοτίβο εξοστρακισμού από ό,τι όταν πυροδοτείται σε μια αριστερόχειρα δομή. Αυτό ανοίγει την πόρτα για τη χρήση τέτοιων πηνίων ώστε να επηρεάζονται επιλεκτικά τα χειρόμορφα μέρη χημικών ενώσεων ή ηλεκτρονικών συσκευών.
Έχοντας φτιάξει αυτά τα περίεργα ηλεκτρόνια στο εργαστήριο, ο Baum λέει ότι είναι τώρα περίεργος αν θα μπορούσαν να προκύψουν ανεξάρτητα στη φύση. «Αρχίζουμε να εξερευνούμε αυτές τις δυνατότητες», καταλήγει.
