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通过破缺对称性的自旋动力学实现分子手性判别

量子物理 2026-07-24 v1
作者: Tianyu Xie , Yucheng Hao , Mingzhe Liu , Mengqi Wang , Shaoyi Xu , Zhiyuan Zhao , Chang-Kui Duan , Ya Wang , Fazhan Shi , Jiangfeng Du
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摘要

分子手性在物理学、化学、生命科学和药理学中起着至关重要的作用。如今，为了在消除系综平均所扰动的信息后揭示手性相关现象的起源，迫切需要在单分子水平上进行手性判别与控制。磁共振（MR）作为结构分析的强有力工具之一，在缺乏手性试剂时对分子手性视而不见。在此我们提出并通过实验证明一种直接的基于MR的方法，通过构建邻近核自旋的破缺对称性动力学来确定单分子水平的手性。原则上，两个对映体在实空间中的镜像不对称性，由自旋动力学下自旋空间中镜像反射与时间反演的联合对称性破缺所体现。在实验中，两个对映体在强耦合但未极化的核自旋动力学中不可区分，但在自旋极化后打破场反演对称性的动力学结果中明显分叉。我们的方法和结果将有助于化学与生物学领域中手性诱导性质的研究。

关键词

分子手性 单分子 磁共振 破缺对称性自旋动力学 对映体判别 核自旋极化

引用

@article{arxiv.2607.22154,
  title  = {Molecular chiral discrimination through symmetry-breaking spin dynamics},
  author = {Tianyu Xie and Yucheng Hao and Mingzhe Liu and Mengqi Wang and Shaoyi Xu and Zhiyuan Zhao and Chang-Kui Duan and Ya Wang and Fazhan Shi and Jiangfeng Du},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.22154},
  year   = {2026}
}