Techniklexikon

Chiralität

Händigkeit, 1) Elementarteilchenphysik: den inneren Schraubensinn von fermionischen Elementarteilchen beschreibende Quantenzahl, gemäss deren Wert sich die Lösungen der Dirac-Gleichung für masselose Spin-1/2-Teilchen in die zwei unabhängigen Lösungen y_L, y_R für links- und rechtshändige Zweierspinoren einteilen lassen. Dies ist von Bedeutung für die Beschreibung der Neutrinos und massiven Spin-1/2-Teilchen bei sehr hohen Energien, wo diese sich wie masselose Teilchen verhalten (chirale Symmetrie).

Die Chiralität ergibt sich als Eigenwert des Chiralitäts-Operators, der in der Weyl-Darstellung (der sog. chiralen Darstellung) mit der Matrix  (Dirac-Matrizen) identifiziert werden kann, die im Fall masseloser Fermionen zugleich der Helizitäts-Operator ist. Für massive Fermionen definieren die Projektionsoperatoren  die rechts- und linkshändigen Komponenten von y.

2) Physikalische Chemie: die topologische Eigenschaft eines Moleküls, weder eine Spiegelebene noch eine Drehspiegelachse als Symmetrieachse zu besitzen (Stereoisomerie). Der Teil des Moleküls, der die Chiralität bewirkt, wird Chiralitätselement oder -zentrum genannt; am häufigsten ist dies ein Kohlenstoffatom mit vier verschiedenen, asymmetrisch angeordneten Substituenten. Fast alle biogenen Naturstoffe (Biomakromoleküle) wie Kohlenhydrate, Eiweisse, Weinsäure oder Milchsäure (rechtsdrehende Milchsäure) besitzen Chiralitätszentren. Die Chiralität ist auch Grundlage der optischen Aktivität vieler Moleküle.

Chiralität: Zur Chiralität eines Moleküls.