Quando un impulso laser a femtosecondi incide su una molecola chirale, la luce laser interagisce con gli elettroni nella molecola e induce una risposta ottica non lineare. Questa risposta è diversa per la molecola chirale e la sua immagine speculare, perché gli elettroni nelle due molecole sono disposti in modo diverso. Di conseguenza, l’efficienza SHG per la molecola chirale e la sua immagine speculare saranno diverse. Questa differenza può essere utilizzata per distinguere tra le due molecole.
Il riconoscimento chirale basato sul laser a femtosecondi presenta una serie di vantaggi rispetto ai metodi tradizionali di riconoscimento chirale. Questi vantaggi includono:
* Alta sensibilità: Il riconoscimento chirale basato sul laser a femtosecondi è estremamente sensibile e può essere utilizzato per rilevare quantità molto piccole di molecole chirali.
* Specificità: Il riconoscimento chirale basato sul laser a femtosecondi è molto specifico e può essere utilizzato per distinguere tra molecole chirali molto simili.
* Velocità: Il riconoscimento chirale basato sul laser a femtosecondi è molto veloce e può essere utilizzato per analizzare i campioni in tempo reale.
* Non distruttivo: Il riconoscimento chirale basato sul laser a femtosecondi non è distruttivo e non danneggia i campioni analizzati.
Il riconoscimento chirale basato sul laser a femtosecondi è un potente strumento per l'analisi delle molecole chirali. Presenta numerosi vantaggi rispetto ai metodi tradizionali di riconoscimento chirale e si prevede che svolgerà un ruolo sempre più importante nei campi della chimica, della biologia e della medicina.
Ecco una spiegazione più dettagliata di come funziona il riconoscimento chirale basato sul laser a femtosecondi.
Quando un impulso laser a femtosecondi incide su una molecola, la luce laser interagisce con gli elettroni nella molecola e induce una risposta ottica non lineare. Questa risposta è diversa per diversi tipi di molecole e può essere utilizzata per distinguere tra molecole chirali e le loro immagini speculari.
L'efficienza SHG per una molecola chirale è data dalla seguente equazione:
$$\eta_{SHG} \propto |\chi^{(2)}|^2$$
dove \(\chi^{(2)}\) è la suscettibilità ottica non lineare del secondo ordine. La suscettività ottica non lineare del secondo ordine è un tensore che descrive la risposta ottica non lineare di un materiale. È un tensore di terzo rango, il che significa che ha tre indici. Gli indici della suscettibilità ottica non lineare del secondo ordine corrispondono alle tre direzioni del campo elettrico della luce laser.
Per una molecola chirale, la suscettibilità ottica non lineare del secondo ordine non è simmetrica. Ciò significa che l'efficienza SHG per una molecola chirale sarà diversa per le diverse direzioni del campo elettrico della luce laser. Al contrario, la suscettibilità ottica non lineare del secondo ordine per una molecola non chirale è simmetrica e l'efficienza SHG per una molecola non chirale sarà la stessa per tutte le direzioni del campo elettrico della luce laser.
Questa differenza nell'efficienza SHG tra molecole chirali e molecole non chirali può essere utilizzata per distinguere tra i due tipi di molecole. Misurando l'efficienza SHG per un campione di molecole, è possibile determinare se le molecole sono chirali o non chirali.
Il riconoscimento chirale basato sul laser a femtosecondi è un potente strumento per l'analisi delle molecole chirali. È una tecnica altamente sensibile, specifica, veloce e non distruttiva. Si prevede che svolgerà un ruolo sempre più importante nei campi della chimica, della biologia e della medicina.
