您是否曾将左手掌放在右手背上，使所有手指指向同一方向?如果是这样，那么您可能知道左手拇指不会碰到右手拇指。无论是旋转、平移还是两者的组合都无法将左手变成右手，反之亦然。这一特征称为手性。

康斯坦茨大学的科学家现在已经成功地将这种三维手性印刻到单个电子的波函数上。他们利用激光将电子的物质波塑造成质量和电荷的左旋或右旋线圈。这种具有除固有自旋之外的手性几何形状的工程基本粒子对基础物理学有影响，但也可能对一系列应用有用，例如量子光学、粒子物理学或电子显微镜。

“我们正在为以前未曾考虑过的科学研究开辟新的潜力，”发表在《科学》杂志上的研究的通讯作者、康斯坦茨大学光与物质研究小组负责人彼得鲍姆说。

单个粒子和复合材料的手性

手性物体在自然界和科技领域中发挥着至关重要的作用。在基本粒子领域，最重要的手性现象之一是自旋，它通常被比作粒子的自转，但实际上它是一种纯粹的量子力学性质，没有经典的类似物。

例如，电子的自旋为 1/2，因此通常存在于两种潜在状态：右旋和左旋。量子力学的这一基本方面产生了许多重要的现实世界现象，例如几乎所有的磁现象或元素周期表。电子自旋对于量子计算机或超导体等先进技术的发展也至关重要。

然而，也存在复合手性物体，其中没有任何成分本身是手性的。例如，我们的手是由没有特定手性的原子组成的，但它仍然是手性物体，正如我们之前所了解的。对于许多不需要任何手性成分即可出现手性的分子来说也是如此。

一个分子是左手性还是右手性几何结构，会造成一种治疗药物和一种有害物质之间的差异——由于它们的三维几何结构不同，这两种药物的生物学效应会有很大的不同。