السلالم الحلزونية تضبط إيقاع الخطوات: إذا ركض تيار من الناس عليها، فإن حركتهم تلتف حتمًا. شيء مشابه يحدث في الجزيئات الحلزونية — مثل الحمض النووي (DNA) أو بعض البروتينات. عندما يمر تيار كهربائي عبر مثل هذا الجزيء، لا تطير الإلكترونات في خط مستقيم فحسب. بل تلتف حول انحناءات السلسلة الجزيئية، وهذه الحركة الدائرية تولد مجالًا مغناطيسيًا صغيرًا — العزم المداري الجزيئي.

هذه الدوامة المغناطيسية الداخلية، كما أظهر مؤلفو العمل الجديد، هي المسؤولة عن لغز قديم في الفيزياء — تأثير الانتقائية اللولبية للسبين المستحثة كيراليًا (CISS). جوهر التأثير بسيط: الجزيء الملتف لليسار يمرر الإلكترونات ذات اتجاه سبين واحد (الدوران الذاتي) بشكل أفضل من الاتجاه الآخر، بينما الجزيء الملتف لليمين يفعل العكس. كان يُعتقد سابقًا أن الأمر يتعلق بملامسات الجزيء مع الأقطاب الكهربائية. لكن التجارب ألمحت إلى أن "المرشح" الرئيسي هو الجزيء نفسه.

النظرية الجديدة تربط اتجاه هذا العزم باللولبية الجزيئية — "يساريته" أو "يمينيته". ينشأ العزم لأن مسار الإلكترون منحنٍ، مثل مجرى النهر. هذا الانحناء يؤثر على الإلكترون مثل المجال المغناطيسي. ونتيجة لذلك، تتغير مقاومة الجزيء اعتمادًا على مغنطة الملامسات — حتى لو لم يتغير جهد التيار. النظرية لا تنتهك القوانين الأساسية للتناظر وتتنبأ بتأثيرات جديدة: على سبيل المثال، قد تتقاطع منحنيات التيار مقابل الجهد للجزيئات اليسارية واليمينية عدة مرات.

وهكذا، يفسر النموذج المبني على الهندسة البسيطة والتيار مجموعة واسعة من الظواهر — من المقاومة المغناطيسية إلى التباين المغناطيسي الكهربائي اللولبي (اعتماد الموصلية على اتجاه التيار والمجال المغناطيسي). تبين أن السلم الحلزوني داخل الجزيء هو المفتاح للتحكم في السبينات دون مغناطيسات خارجية.