- Alice entdeckt im Roman eine Welt, in der alles rückwärts erscheint, einschließlich Bücher und Lebensweisen. In der Wissenschaft ist Chiralität das Phänomen, dass sich Spiegelbilder nicht zur Deckung bringen lassen, ähnlich den Händen. Louis Pasteur zeigte, dass chirale Moleküle unterschiedliche chemische Eigenschaften haben, obwohl sie strukturell ähnlich sind. Natürliche Zucker sind rechtshändig, was bedeutet, dass Alice in Gefahr gewesen wäre, Spiegelmilch zu trinken. Chiralität ist auch eine grundlegende Eigenschaft von Elementarteilchen, ähnlich wie Masse oder Ladung.
Nach ihren Abenteuern im Wunderland tritt die fiktive Alice durch den Spiegel über ihrem Kamin in Lewis Carrolls Roman “Durch den Spiegel und was Alice dort fand” aus dem Jahr 1871. Sie entdeckt eine Welt, in der Bücher rückwärts geschrieben sind und Menschen rückwärts zu leben scheinen, eine Welt, in der Effekte ihren Ursachen vorangehen. Wenn Dinge im Spiegel anders erscheinen, nennen Wissenschaftler sie chiral. Hände sind zum Beispiel chiral. Stellen Sie sich vor, Alice versucht, die Hand ihres Spiegelbilds zu schütteln. Eine rechte Hand in der Spiegelwelt wird zu einer linken Hand, und es gibt keine Möglichkeit, die beiden perfekt auszurichten, da die Finger in die falsche Richtung biegen. Tatsächlich stammt der Begriff „Chiralität“ vom griechischen Wort für „Hand“.
Alices Spiegelwelt
Unsere eigene Welt spiegelt eine ähnliche Eigenart der Chiralität wider. Die Verhaltensweisen von diversen Objekten, von Molekülen bis hin zu elementaren Teilchen, variieren je nach ihrer Spiegelbildversion. Zu Beginn von “Durch den Spiegel und was Alice dort fand” hebt Alice ihre Katze Kitty hoch und spielt mit dem Gedanken, sie durch den Spiegel zu schieben. „Ich frage mich, ob sie dir dort Milch geben würden. Vielleicht ist Spiegelmilch nicht gut zu trinken“, spekuliert sie. Alice hatte einen Punkt: Louis Pasteur entdeckte rund zwei Jahrzehnte vor der Veröffentlichung des Buches, dass bestimmte Moleküle chiral sein können. Moleküle können in strukturell links- oder rechtshändigen Formen vorkommen, die nicht deckungsgleich sind.
Jenseits der Milch
Pasteur fand heraus, dass, obwohl sie dieselben Komponenten enthalten, die Spiegelversionen chiraler Moleküle unterschiedliche chemische Funktionen erfüllen können. Laktose, der Zucker in Milch, ist chiral. Während beide Versionen synthetisiert werden können, sind die von lebenden Organismen produzierten und konsumierten Zucker stets rechtshändig. Zum Beispiel windet sich die genetische Doppelspirale der DNA immer nach rechts. Diese “Homochiralität” verdeutlicht die komplexe Natur des Lebensursprungs und bleibt teilweise ungelöst. Kitty wäre nicht in der Lage gewesen, Spiegelmilch zu verdauen, und wäre dadurch in Gefahr gewesen, falls sie Bakterien enthalte mit entgegengesetzter Händigkeit.
Im Kleinsten verborgen
Wenn wir weiter in den Kaninchenbau vordringen, verfolgt uns die Chiralität bis zu den elementaren Teilchen. Pasteurs Arbeit baute auf der Entdeckung von Augustin-Jean Fresnel auf, der 1822 bemerkte, dass unterschiedliche Quarzprismen das elektrische Feld des Lichts in eine von zwei Richtungen lenken können – im oder gegen den Uhrzeigersinn. Physiker betrachten heute Chiralität als eine fundamentale Eigenschaft aller elementaren Teilchen, etwa gleichwertig mit Ladung oder Masse. Fast jedes Elementarteilchen hat ein Spiegelbildzwilling. Ein negativ geladenes linkshändiges Elektron steht im Spiegel einem Antipositrion gegenüber, einem negativ geladenen rechtshändigen Teilchen.
Indem wir durch den Spiegel blicken, verstehen wir mehr über die Differenzen zwischen unserer Welt und ihrer Spiegelversion. Auch wenn vieles verborgen bleibt, sollte Alice wahrscheinlich doch keine Milch trinken.
