Steek je handen voor je gezicht. Voor de meeste mensen zullen het spiegelkopieën van elkaar zijn: je kunt ze van hand tot hand vasthouden en ze passen bij elkaar, maar je kunt ze niet monteren.
Moleculen vertonen ook deze chiraliteit, of chiraliteit. Ze zijn georganiseerd in twee omkeerbare en niet-monteerbare formaten. Het is een wonderlijke eigenaardigheid van het leven dat bijna alle biomoleculen slechts in één van hun vormen zullen functioneren.
Natuurlijke aminozuren – de bouwstenen van eiwitten – zijn Bijna altijd linkshandig, of sinistraal. Aan de andere kant zijn natuurlijke polysachariden, zoals die waaruit RNA en DNA bestaan, bijna altijd rechtshandig of dextraal. Als je een van deze moleculen vervangt door de andere vorm, stort het hele systeem in.
Deze afwijking wordt homochiraliteit genoemd. We weten niet zeker waarom dit gebeurt, maar men denkt dat het een essentiële eigenschap van het leven is. Nu hebben wetenschappers de moleculaire symmetrie ontdekt van een helikopter die vliegt met 70 kilometer per uur (43,5 mijl per uur) op een hoogte van 2 kilometer (1,2 mijl).
Je vraagt waarom zouden ze zoiets doen? Om te kijken of we moleculaire homologie op andere planeten kunnen detecteren, in de zoektocht naar buitenaards leven. Zelfs hier op aarde zou het nuttig zijn om dit signaal vanaf hoogte te meten, omdat het informatie over de gezondheid van planten zou kunnen onthullen.
“Wanneer licht wordt gereflecteerd door een biologisch materiaal, zal een deel van de elektromagnetische golven van licht met de klok mee of tegen de klok in reizen”, Natuurkundige Lucas Bate uitgelegd van de Universiteit van Bern in Zwitserland.
“Dit fenomeen wordt circulaire polarisatie genoemd en wordt veroorzaakt door de symmetrie van biologische materie. Een vergelijkbare chirale aard wordt niet geproduceerd uit licht door niet-levende abiotische natuur.”
Zoals je zou verwachten, is dit signaal echter erg zwak. Circulaire polarisatie van planten maakt minder dan 1% van het gereflecteerde licht uit.
Een type instrument dat een gepolariseerd lichtsignaal kan detecteren, wordt een spectrometer genoemd, die speciale sensoren gebruikt om het gepolariseerde deel te scheiden. Bate en zijn team werken al enkele jaren aan een zeer gevoelige spectrofotometer om de circulaire polarisatie van planten te detecteren. Het heet TreePol en het kan circulaire polarisatie van enkele kilometers afstand positief detecteren.
Nu hebben ze TreePol aangepast voor vluchten, met verbeterde spectrometers en extra temperatuurregeling voor optica. Dit nieuwe ontwerp heet FlyPol.
Toen Patty en zijn team met de FlyPol over Val-de-Travers en Le Locle in Zwitserland vlogen, was de verbetering van deze upgrades meteen duidelijk.
“De grote vooruitgang is dat deze metingen werden gedaan in een platform dat bewoog en trilde en dat we deze biometrische vingerafdrukken nog steeds binnen enkele seconden konden detecteren”, Astronoom Jonas Kohn zei: Van de Universiteit van Bern en het MERMOZ-project (Monitoringplan, buitenoppervlakken met moderne niet-metrische eigenschappen).
Het ging niet alleen om het vermogen van FlyPol om een circulair polarisatiesignaal te isoleren en het te onderscheiden van abiotische oppervlakken, zoals asfaltwegen. Het team kan het gebruiken om onderscheid te maken tussen verschillende soorten vegetatie, zoals gras, bossen en zelfs algen in meren – allemaal vanuit een snel bewegende helikopter.
De onderzoekers zeiden dat dit een geheel nieuwe manier zou kunnen openen om de gezondheid van verschillende plantenecosystemen, mogelijk zelfs koraalriffen, te volgen. Maar ze zijn nog niet klaar met het verfijnen ervan. Ze willen het nemen met een snelheid van ongeveer 27.580 km / u en een hoogte van 400 km – een lage baan om de aarde.
“De volgende stap die we hopen te nemen, is om soortgelijke ontdekkingen te doen vanuit het International Space Station (ISS), kijkend naar de aarde”, Astrofysicus Bryce Oliver Demore zei: van de Universiteit van Bern en Mermoz.
Op deze hoogte zal de nauwkeurigheid niet goed zijn – misschien 6 tot 7 kilometer – maar het zal onderzoekers kunnen helpen de polarisatiespectrometer te verbeteren en te zien hoe goed het werkt op extremere schalen.
“Hierdoor kunnen we de mogelijkheid beoordelen om biosignaturen op planetair niveau te detecteren. Deze stap zal van cruciaal belang zijn om het zoeken naar leven binnen en buiten ons zonnestelsel mogelijk te maken met behulp van polarisatie,” Demore zei:.
Het onderzoek wordt gepubliceerd in Astronomie en astrofysica.
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
