走进科学
Fall_Ark @ 2011.06.08 , 20:45
DNA，其实懂量子力学
尽管量子物理的种种状况通常只有在极度微观且接近绝对零度的环境下才能观测到——超出了一定的体积和温度范围，量子态就会坍缩，回复到经典物理的范畴——日前，一项由以色列与德国研究所共同进行的研究却发现，体积远远超出微观层面且通常在常温下运作的DNA，竟然有着分辨基本粒子的量子自旋状态的能力。
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这项研究的论文发表在今年的《科学》杂志上。据化学教授Ron Naaman介绍，DNA辨识自旋的方式是通过其双螺旋结构中的手性。之前科学家们曾经观测到过一些手性分子能与两种不同的自旋状态产生不同的反应，但从未有过系统的研究。
在这次的研究中，他们在一块金制培养基上安置了一层可以自组成的DNA，然后让其与分别处于+1/2自旋和-1/2自旋的电子们碰触，观察有无不同反应，结果令人吃惊——DNA与一类电子会有激烈的反应，而对另一组电子则几乎毫无反应，并且这种对于电子自旋的选择性是随着DNA的长度、规模和完整性增加而更加明显的：DNA的单链和破损片段对于两组电子就没有这种选择性。换言之，这一属性取决于DNA的手性。
这一发现对于此后的科研存在的重要的意义：一来，既然完整、长段的DNA是优良的自旋“过滤器”，那么今后用于研究和观察基本粒子自旋状态的仪器和设备就可以不靠电荷与磁场而是靠DNA来完成；二来，既然完整的DNA只会受到一种自旋状态的电子的影响，那么，今后的医疗和研究器材也可以从这方面入手，轻易地控制对DNA的作用。