אלקטרון חש שדה מגנטי שונה במולקולות שהן תמונת ראי

חוקרים ממכון ויצמן למדע ומהאוניברסיטה העברית בירושלים גילו שאלקטרון שעובר דרך שתי הצורות של מולקולה כירלית חווה שדה מגנטי בעוצמה שונה. בזהב כירלי ההבדל הגיע לכ 30 אחוז. המחקר פורסם ב Science Advances ב 19 במאי 2026.

מולקולה כירלית היא מולקולה שיכולה להתקיים בשתי צורות שהן תמונת ראי זו של זו, כמו יד ימין ויד שמאל. לפני יותר מ 150 שנה גילו מדענים שיצורים חיים בוחרים צורה אחת בלבד: חלבונים בנויים מצורה שמאלית, וסוכרים, דנ״א ורנ״א מצורה ימנית. על פי חוקי הכימיה והפיזיקה, לשתי הצורות אמורה להיות אותה אנרגיה, ולכן ההעדפה הזאת תמוהה, והיא קשורה לשאלה איך החלו החיים.

הצעד הראשון היה ב 1999, כשפרופ׳ רון נעמן ועמיתיו במכון ויצמן גילו שזרם אלקטרונים שעובר דרך מולקולות כירליות מתנהג אחרת בכל צורה. לאלקטרונים יש תכונה שנקראת ספין, כמו מגנט זעיר, והם נעים במסלול ספירלי. כל צורה מאיצה אלקטרונים עם כיוון ספין אחר. בנוסף, הצורות מעבירות אלקטרונים ביעילות שונה, והדבר הוסבר בעבר כזיהום בדגימות, אבל ההבדלים היו גדולים מדי והדגימות נקיות מדי.

במחקר החדש, בהובלת נעמן ופרופ׳ יוסי פלטיאל מהעברית, בדקו הצוותים צורות כירליות של זהב וכסף ושל מולקולות ביולוגיות. ההבדלים בעוצמת השדה היו משמעותיים. בעזרת ניתוח מתמטי וסימולציות הם הסבירו מדוע: כשהשדה המגנטי אינו מיושר עם כיוון התנועה, האלקטרון חש רק חלק ממנו, ובכל צורה השדה מכוון אחרת.

מהצד של מוצא החיים, התוצאה מחזקת השערה של קבוצתו של פרופ׳ דימיטר סאסלוב מהרווארד, שלפיה החיים החלו על משטחים ממוגנטים בקרקעית אגמים קדומים. המשטח המגנטי לא אחיד, ולכן נשאלה שאלה האם שתי הצורות יצטברו. הממצא החדש מראה שצורה אחת מתיישרת טוב יותר מול משטח כזה. במולקולה הקדומה RAO נראה שהצורה הימנית היא זו שזכתה ליתרון.

יש גם יישום פרקטי אפשרי. נעמן מסביר שבתעשייה, שימוש בצורה הלא נכונה עלול להיות לא יעיל ואף מזיק. משטחים מגנטיים יכולים לעזור לגבש רק את הצורה הרצויה, ולהוביל לתרופות, לדשנים ולחומרי הדברה בטוחים ויעילים יותר. זהו ממצא בסיס, והשימושים העתידיים עדיין בגדר אפשרות.