Dabei ist es extrem schwierig, die spiegelbildlichen chiralen Moleküle zu unterscheiden. Sie sehen identisch aus und verhalten sich identisch – es sei denn, sie treffen auf ein anderes chirales Objekt. Licht ist seit langem der perfekte Kandidat für diese Aufgabe: Die Schwingungen seines elektromagnetischen Feldes zeichnen eine korkenzieherförmige Spirale entlang seiner Ausbreitungsrichtung. Je nachdem, ob sich die Windung der Lichtwelle im Uhrzeigersinn oder gegen ihn dreht, ist sie entweder rechts- oder linkshändig. Chirale Moleküle können damit auf unterschiedliche Weise wechselwirken. Die durch die Lichtwellenlänge vorgegebene Weite der Schraubenlinie ist jedoch rund tausend Mal größer als die Größe eines Moleküls. Deshalb nehmen die winzigen Moleküle die Lichtschraube eher als einen riesigen Kreis wahr und reagieren kaum auf dessen chiralen Charakter.

„Synthetisches chirales Licht wird durch vollkommen neue intrinsische Symmetrieeigenschaften für elektromagnetische Felder beschrieben, was sehr spannend ist“, sagt der zweite Erstautor der Studie Ofer Neufeld, Doktorand in der Physikabteilung des Technions.

Die Forscher sehen eine Vielzahl möglicher Anwendungen für ihr neues Verfahren in Chemie und Biologie. Synthetisches chirales Licht könnte es etwa ermöglichen, chirale chemische Reaktionen in Echtzeit zu beobachten oder auch einen Wechsel bei der Händigkeit von Molekülen nachzuweisen. „Wir hoffen auch, diesen neuen Ansatz nutzen zu können, um Moleküle mit entgegengesetzter Händigkeit mit ultraschnellen Lasern räumlich voneinander zu trennen“, erklärt Prof. Dr. Olga Smirnova, Professorin an der TU Berlin und Leiterin einer Theoriegruppe am MBI.