फॉर्मिक एसिड अणु क्वांटम कंपनों के कारण गतिशील रूप से काइरल सिद्ध हुआ

हालिया शोध ने रसायन विज्ञान की एक मूलभूत धारणा को चुनौती दी है, जिसमें फॉर्मिक एसिड (मेथेनोइक एसिड, HCOOH) को एक आदर्श रूप से समतलीय अणु माना जाता था। जनवरी 2026 में जर्नल 'फिजिकल रिव्यू लेटर्स' में प्रकाशित निष्कर्षों के अनुसार, यह अणु निरंतर सूक्ष्म परमाण्विक कंपनों के कारण वास्तव में त्रि-आयामी है, जिसके परिणामस्वरूप यह अधिकांश समय अपनी समरूपता खो देता है और गतिशील रूप से काइरल (गैर-दर्पण-छवि) रूप धारण कर लेता है। यह खोज दर्शाती है कि आणविक ज्यामिति एक स्थिर गुण नहीं, बल्कि क्वांटम दुनिया में एक गतिशील घटना है, और एक सपाट अणु वास्तव में सभी दिशाओं में होने वाले कंपनों का समय-औसत परिणाम मात्र है।

इस उच्च-सटीकता माप के लिए डेटा हैम्बर्ग में डीईएसवाई त्वरक केंद्र के पीईटीआरए III एक्स-रे स्रोत पर एकत्र किया गया था। शोधकर्ताओं ने एक्स-रे बीम का उपयोग करके फोटोइलेक्ट्रिक और ऑगर प्रभावों को प्रेरित किया, जिससे अणु का कूलम्ब विस्फोट हुआ, और इस प्रक्रिया को सीटीआरएलएमएस (COLTRIMS) रिएक्शन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके संयोग में मापा गया, जिससे अणु की मूल ज्यामिति की गणना संभव हुई। प्रोफेसर डॉ. रेनहार्ड डोर्नर के नेतृत्व में यह प्रयोग गोएथे विश्वविद्यालय फ्रैंकफर्ट के परमाणु भौतिकी संस्थान के शोधकर्ताओं द्वारा किया गया था, जिन्होंने सीटीआरएलएमएस माप पद्धति के सह-संस्थापक के रूप में भी पृष्ठभूमि रखी है। इस अध्ययन में गोएथे विश्वविद्यालय फ्रैंकफर्ट के साथ-साथ कैसल, मारबर्ग, नेवादा विश्वविद्यालय, फ्रिट्ज़ हेबर संस्थान और मैक्स प्लैंक परमाणु भौतिकी संस्थान शामिल थे।

प्रमुख डेटा बिंदुओं में यह अवलोकन शामिल है कि फॉर्मिक एसिड के दो हाइड्रोजन परमाणु न्यूनतम रूप से कंपन करते हैं, जिससे अणु लगभग हर पल काइरल विन्यास अपनाता है। यह काइरलता, जो आमतौर पर अणु की स्थिर संरचना से स्थापित होती है, इस गतिशील उद्भव के विपरीत है, और यह इंगित करता है कि क्वांटम यांत्रिकी के कारण परमाणु नाभिक निश्चित बिंदुओं पर स्थिर गोले नहीं होते, बल्कि कंपन करने वाले बादल होते हैं। यह शोध इसलिए प्रासंगिक है क्योंकि यह रसायन विज्ञान की एक मूलभूत, लंबे समय से चली आ रही धारणा को चुनौती देता है, जिसके तहत फॉर्मिक एसिड को पूरी तरह से समतलीय अणु का पाठ्यपुस्तक उदाहरण माना जाता था। अंतर्निहित भौतिक संदर्भ यह है कि ये निरंतर गतियाँ क्वांटम भौतिक प्रभावों, विशेष रूप से शून्य-बिंदु कंपनों की प्रत्यक्ष अभिव्यक्ति हैं।

इस तरह के उन्नत प्रयोगों में तात्कालिक आणविक ज्यामिति को सटीक रूप से मापने की क्षमता, जैसे कि उच्च-चमक वाले एक्स-रे के साथ सीटीआरएलएमएस का युग्मन, प्रायोगिक भौतिकी में महत्वपूर्ण प्रगति को दर्शाता है। यह अनुसंधान क्वांटम स्तर पर आणविक गतिकी की समझ में एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है, जो आदर्श स्थिर मॉडल से परे जाता है। यह निष्कर्ष कि केवल क्वांटम कंपन ही काइरलता जैसे मौलिक गुण को प्रेरित कर सकता है—जो जीव विज्ञान में महत्वपूर्ण है—प्रकृति में समरूपता और असममिति कैसे उत्पन्न होती है, इस पर व्यापक निहितार्थ सुझाता है। प्रोफेसर डोर्नर को 2013 में उनके शोध के लिए 'वर्ष के वैज्ञानिक' के रूप में सम्मानित किया गया था, और वह सीटीआरएलएमएस माइक्रोस्कोप के विकास में महत्वपूर्ण व्यक्ति रहे हैं। यह गतिशील काइरलता की खोज इस बात पर प्रकाश डालती है कि आणविक संरचनाओं को कठोर संस्थाओं के बजाय अधिक लचीला और गतिशील माना जाना चाहिए, जिसका सामग्री विज्ञान और जैव रसायन सहित विभिन्न क्षेत्रों में प्रभाव पड़ सकता है। यह अध्ययन उस सैद्धांतिक आधार को भी मजबूत करता है जो बताता है कि गैस चरण में फॉर्मिक एसिड के दो स्थिर ज्यामितीय आइसोमर (सिस और ट्रांस) मौजूद हैं, हालांकि सिस संरचना शून्य-बिंदु ऊर्जा के मामले में निम्नतम न्यूनतम का प्रतिनिधित्व करती है।