La chiralité, si elle n'est pas rare dans le monde des molécules, est néanmoins une propriété particulière. Si une molécule est chirale (du mot grec chiros =main), elle existe en deux versions en miroir qui sont très similaires mais pas identiques - comme deux mains qui peuvent être pliées ensemble, mais ne peuvent pas être placées de manière congruente l'une sur l'autre. C'est pourquoi on parle de molécules droites et gauches, ou énantiomères, ce qui signifie « forme opposée » en grec.

Une équipe internationale de scientifiques de l'Institut Fritz Haber de la Société Max Planck et de l'Institut de physique générale Prokhorov de l'Académie des sciences de Russie a trouvé un moyen d'aborder ces molécules séparément. Comme les molécules chirales sont très similaires les unes aux autres, c'est un vrai défi. "L'astuce consiste à les exposer à un rayonnement électromagnétique de manière à ce qu'une seule "main", c'est-à-dire un énantiomère, réponde. Cela nous permet de contrôler spécifiquement les molécules droitières ou gauchers et d'en apprendre davantage à leur sujet", explique le Dr. Sandra Eibenberger-Arias, responsable du groupe Molécules contrôlées au Fritz-Haber-Institut.

L'apprendre est important car les énantiomères ont parfois des qualités biologiques et chimiques très différentes, pour lesquelles on cherche des explications. Prenons, par exemple, la molécule chirale carvone :une « main » sent la menthe, l'autre le carvi. Ou le fameux sédatif thalidomide, qui doit son nom à son ingrédient actif, une molécule chirale :alors qu'une forme avait l'effet sédatif recherché, l'autre provoquait des malformations congénitales. Le groupe d'Eibenberger-Arias étudie les propriétés physiques des molécules chirales. "La théorie prédit une petite différence d'énergie entre les deux énantiomères, en raison de ce qu'on appelle la violation de la parité. Cependant, cela n'a pas été démontré expérimentalement jusqu'à présent", explique JuHyeon Lee du Fritz-Haber-Institut, premier auteur des résultats publiés, paru dans la revue Physical Review Letters .

Avec une combinaison intelligente de différentes méthodes, cependant, le groupe de scientifiques s'est rapproché un peu plus de la réalisation. Ils irradient des molécules chirales en phase gazeuse avec des rayonnements UV et des micro-ondes. En conséquence, les molécules droitières et gauchers sont mises dans différents états de rotation en modifiant le rayonnement micro-ondes. Les chercheurs ont ainsi acquis plus de contrôle que jamais sur quelle "main" se trouve dans quel état de rotation. Ils ont également, pour la première fois, comparé des résultats expérimentaux avec des prédictions précises de la théorie, ce qui a permis de mieux comprendre les effets physiques sous-jacents.

Bien qu'une séparation complète des énantiomères ne puisse pas encore être obtenue en utilisant cette méthode, il est remarquable qu'ils aient pu être contrôlés avec autant de succès en premier lieu. Cela contredit l'explication trop simplifiée souvent utilisée selon laquelle ils ont les mêmes propriétés physiques. "Si tel était le cas, nous ne serions pas en mesure de contrôler les énantiomères par des méthodes physiques", explique Sandra Eibenberger-Arias. L'équipe internationale de trois femmes et trois hommes scientifiques a ainsi jeté une bonne base pour des expériences de suivi, et peut-être même pour une preuve expérimentale de la violation de la parité. Ce serait une étape importante pour la recherche fondamentale et pour toutes les applications futures également. + Explorer plus loin

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