Наш мир часто являет примеры удивительной симметрии-снежинки, насекомые, многое другое из живого и неживого мира. Однако «не все симметрии одинаково полезны». Многие асимметрии являются фундаментальными и даже более того, есть веские основания считать, что именно разным видам асимметрий мы обязаны существованием нашей Вселенной. Одним из примеров асимметрий является свойство хиральности.

Хиральность — геометрическое свойство объекта не совмещаться со своим зеркальным отражением при помощи переносов и поворотов.

Впервые свойство хиральности обнаружено Луи Пастером в 1848 году. В дальнейших исследованиях выяснилось, что живая природа построена именно из хиральных соединений. То есть только одна из «зеркальных форм» используется как «строительный материал». Например, белки собраны только из левых аминокислот, а РНК и ДНК состоят только из правых сахаров, что свидетельствует о том, что именно нарушение зеркальной симметрии во Вселенной ответственно за возникновение жизни.

Пара хиральных молекул, являющихся друг друга зеркальными отражениями, называются энантиомерами. Энантиомеры в химических реакциях ведут себя одинаково, но различаются по весьма характерному физическому свойству, а именно по способности вращать плоскость плоско-поляризованного света. Угол вращения плоскости поляризации для обоих изомеров одинаков, но направление вращения противоположно. Это является результатом того, что плоско поляризованную световую волну можно представить в виде правой и левой циркулярно поляризованных составляющих, которые в хиральной среде распространяются с разными фазовыми скоростями. Это же является причиной дихроизма — явления, состоящего в различном поглощении веществом света в зависимости от поляризации последнего.

Однако есть основания считать, что существует некоторого рода «дихроизм» и на атомном уровне. Предположим, что линейно поляризованная в плоскости XOY световая волна падает на хиральную молекулу, находящуюся в центре системы координат. Происходит фотоионизация молекулы, при которой из нее вылетает электрон. Угловое распределение этих фотоэлектронов состоит из части, возникающей в результате электрического дипольного перехода, части, отвечающей за квадрупольный электрический и дипольный магнитный переход. И, как оказывается, из некоторой хиральной поправки, которая не проявляется на дипольном уровне. Эта поправка была предсказана теоретически, однако прежде никем не была рассчитана.

Этот расчёт, довольно нетривиальная задача, досталась студентке нынешнего 4-го курса кафедры общей ядерной физики Анне Голубенко сразу же после выполнения курсовой работы. Разумеется, помимо сложностей, которая связана с работой теоретика, работа очень интересная, как впрочем и всё, что делается впервые. С другой стороны, и промашки в ней нельзя допустить, особенно когда тобой руководят такие старшие коллеги как проф. Алексей Николаевич Грум-Гржимайло, хорошо известный специалист в области физики на стыке «атом-ядро» и лауреат многих премий, включая премию Правительства Москвы и премии «Женщины в науке» Елена Грызлова.

Сочетание интересной задачи и хорошего коллектива, безусловно помогает, даже когда задача совсем новая. Особенно, когда за её выполнение берётся ответственный человек, а у Ани, помимо научной работы ещё и должность старосты, причём не формальная, группа действительно обращается к ней в разных ситуациях, как к лидеру, который может помочь в решении возникающих проблем.

В конце августа 2016 г. она принимала участие в крупной конференции «Спектроскопия систем многих частиц: атомов, молекул, кластеров и поверхностей» (MPS–2016), которая проводилась на физическом факультете и большинство участников которой были зарубежными учёными. Тут пригодилось не только знание материала, но и знание английского, с чем Анна тоже справилась успешно.

В этом году у Анны Голубенко впереди и защита бакалаврской выпускной работы и поступление в магистратуру, где она продолжит работать над задачами «физического Зазеркалья».

Доцент кафедры общей ядерной физики, Е.В.Широков

Назад