Description du projet
La recherche étudie comment la force faible perturbe la symétrie miroir des molécules chirales
La chiralité moléculaire est cruciale dans des domaines tels que le développement de médicaments, mais des questions fondamentales se posent sur les molécules chirales, notamment en ce qui concerne la raison pour laquelle une chiralité spécifique domine dans les systèmes vivants. Traditionnellement, les énantiomères des molécules chirales sont considérés comme des images miroir parfaites, ce qui implique une conversion facile entre eux. Cependant, la force faible pourrait violer cette symétrie de parité dans les molécules chirales. Le projet Q-ChiMP, financé par le CER, vise à déterminer si la force faible est importante en chimie en réalisant la première expérience d’ion moléculaire chiral piégé pour mesurer la violation de la parité. La recherche proposée exploitera les longs temps de cohérence des expériences sur les ions piégés pour améliorer la précision des mesures. L’utilisation d’ions moléculaires devrait également permettre de générer des temps de cohérence étendus et une grande précision de mesure. Les résultats de Q-ChiMP pourraient faire progresser la chimie à contrôle quantique et la technologie de l’information quantique.
Objectif
Molecular chirality plays a central role in many fields, ranging from reaction dynamics to drug development. Fundamental questions surround chiral molecules, in particular: Why does a specific handedness prevail in natural living systems? The vast majority of Chemistry textbooks define the two enantiomers of chiral molecules as perfect mirror images, which entails tunnelling conversion between enantiomers. However, a closer look reveals that the non-conservation of spatial inversion exhibited by the weak force should violate the parity symmetry in chiral molecules.
In Q-ChiMP, we aim to answer the fundamental question, Is the weak force important in chemistry? To this end, we will realize the first trapped chiral molecular ion experiment with pristine quantum control to measure parity violation (PV) in molecules for the first time by detecting tiny structural differences between enantiomers. We will use several advantages molecular ions have over neutrals in metrology. First, we will leverage the long coherence times enabled by trapped ion experiments to enhance measurement precision. Second, molecular ions provide a promising path to generate internally cold chiral molecules populating only a few quantum states, which serves as an essential ingredient of precision metrology along with high quantum efficiency in detection. Our main approach to measure PV will use our newly developed vibrational spectroscopy scheme that can extract PV from a racemic sample directly, enhancing measurement precision and overcoming synthesis challenges.
Each of the aims developed in Q-ChiMP toward a measurement of PV serves as an important novel milestone for taming cold polyatomic molecules and can be applied to quantum-controlled chemistry experiments and quantum information technology.
The unique experience of the PI in precision spectroscopy with molecular ion ensembles and experimental cold quantum-controlled chemistry will be instrumental in achieving these ambitious goals.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
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