Quiralidad
La quiralidad és una propietat d'asimetria important en vàries branques de la ciència. La paraula quiralidad prové del grec χειρ (kheir), ‘mà’, un objecte quiral familiar.
Un objecte o un sistema és quiral si és distinguible del seu image especular; és dir, no pot superpondre's sobre ella. A l'inversa, l'image especular d'un objecte aquiral, com una esfera, no es pot distinguir de l'objecte. Un objecte quiral i la seua image especular es denominen enantiomorfos (grec, ‘formes opostes’) o, quan es referixen a molècules, enantiómeros. Un objecte no quiral es diu aquiral (a voltes també anfiquiral) i es pot superpondre en la seua image especular.
El terme va ser usat per primera volta per Lord Kelvin en 1893 en la segona Conferència de Robert Boyle en el Club Científic Jovenil de l'Universitat d'Oxford, que es va publicar en 1894:
Les màs humanes són potser l'eixemple de quiralidad més reconegut universalment. La mà esquerra és una image especular no superponible de la mà dreta; no importa cóm estiguen orientades les dos mans, és impossible que totes les característiques principals d'abdós mans coincidixquen en tots els eixos.[2] Esta diferència en la simetria es fa evident si algú intenta estretir la mà dreta d'una persona en la mà esquerra o si es coloca un guant esquerre en la mà dreta. En matemàtiques, la quiralidad és la propietat d'una figura que no és idèntica a la seua image reflectida.
Matemàtiques
[editar | editar còdic]
- Artícul principal → Quiralidad (matemàtiques).
En matemàtiques, una figura és quiral (i es diu que té quiralidad) si no pot superpondre's a la seua image especular per mig de rotacions i translacions solament. Per eixemple, una sabata dreta és diferent d'una sabata esquerra. Per a una definició matemàtica completa, vore.[3]
Un objecte quiral i la seua image especular es diu que són enantiomorfos. La paraula enantiomorfo prové del grec ἐναντίος (enantíos) ‘enfronte’, i μορφή (morfé) ‘forma’. Una figura no quiral es diu aquiral o anfiquiral.
La hèliç (i, per extensió, una corda hilada, un tornell, una hèliç, etc.) i la banda de Möbius són objectes quirales d'una dimensió en un espai ambiental tridimensional. Els tetrominós en forma de J, L, S i Z del popular videojoc Tetris també presenten quiralidad, pero solament en un espai bidimensional.
Molts atres objectes familiars exhibixen la mateixa simetria quiral del cos humà, com a guants, ulleres (a on les dos lents diferixen en la graduació) i sabates. Una noció similar de quiralidad es considera en la teoria de nucs, com s'explica a continuació.
A alguns objectes tridimensionals quirales, com l'hèliç, se'ls pot assignar una orientació destra o esquerrera, d'acort en la regla de la mà dreta.
Geometria
[editar | editar còdic]En geometria, una figura és aquiral si i solament si la seua grup de simetria conté a lo manco una isometría que invertix l'orientació. En dos dimensions, tota figura que posseïx un eix de simetria és aquiral, i es pot demostrar que tota figura achiral acotada deu tindre un eix de simetria. En tres dimensions, tota figura que posseïx un pla de simetria o un centre de simetria és aquiral. No obstant, hi ha figures aquirales que carixen de pla i centre de simetria. En térmens de grups de punts, totes les figures quirales carixen d'un eix de rotació impropi (Sn). Açò significa que no poden contindre un centre d'inversió (i) ni un pla especular (σ). Solament les figures en una designació de grup de punts de C1, Cn, Dn, T, O o I poden ser quirales.
Teoria de nucs
[editar | editar còdic]Un nuc es diu aquiral si pot deformar-se contínuament en la seua image especular; de lo contrari, es diu quiral. Per eixemple, el nuc trivial i el nuc de huit són aquirales, mentres que el nuc trébol és quiral.
Física
[editar | editar còdic]
- Artícul principal → Quiralidad (física).
En física, la quiralidad es pot trobar en l'espin d'una partícula, a on la quiralidad està determinada per si la partícula gira en la direcció del moviment o en sentit contrari.[4] No deu confondre's en la helicidad, que és la proyecció de l'espin a lo llarc del moment llineal d'una partícula subatòmica. La quiralidad és un fenomen purament de la mecànica quàntica, com l'espin. Encara que tant la quiralidad com la helicidad poden tindre propietats per a esquerrers o destres, solament en el cas sense massa tenen una relació simple.[5] En particular, per a una partícula sense massa, la helicidad és la mateixa que la quiralidad, mentres que per a una antipartícula tenen signe opost.
La manualitat tant en la quiralidad com en la helicidad es relaciona en la rotació d'una partícula mentres es mou linealmente, en referència a les mans humanes. El polze de la mà apunta en la direcció del moviment llineal, mentres que els dits es doblen cap a la palma, representant la direcció de rotació de la partícula (és dir, en el sentit de les agulles del rellonge i en el sentit contrari). Depenent del moviment llineal i de rotació, la partícula pot definir-se per la mà esquerra (per eixemple, translació cap a l'esquerra i rotació cap a l'esquerra) o per la mà dreta (per eixemple, translació cap a la dreta i rotació cap a la dreta).[5] Una transformació de simetria entre els dos es diu paritat. La invariancia baix paritat per a un fermión de Dirac es diu simetria quiral.
Electromagnetisme
[editar | editar còdic]La propagació d'una ona electromagnètica es descriu en térmens de la seua polarisació, que té una propietat de manualitat (ocorre com una hèliç). La polarisació d'una ona electromagnètica és la propietat que descriu l'orientació, és dir, la variació en el temps, de la direcció (vector) i l'amplitut del vector del camp elèctric. Per a una representació, vore l'image adjacent.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Sir William Thomson Lord Kelvin (1894). “The Molecular Tactics of a Crystal”. Clarendon Press.
- ↑ Georges Henry Wagnière, On Chirality and the Universal Asymmetry: Reflections on Image and Mirror Image (2007).
- ↑ (2017).Optimization Letters.doi:10.1007/s11590-017-1189-7.
- ↑ «Looking for the Right Hand». Discover Magazine. Consultat el 23 de març de 2018.
- ↑ 5,0 5,1 «Helicity, Chirality, Mass, and the Higgs». Quàntum Diaries. Consultat el 23 de març de 2018.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Quiralidad» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.