Un electrón en una molécula es como una peonza lanzada en la dirección correcta. Las moléculas quirales, retorcidas en un sentido, como una escalera de caracol, dejan pasar electrones solo con una dirección de giro. Esta propiedad se llama selectividad de espín inducida por quiralidad y permite controlar el espín sin imanes.
Los investigadores construyeron una estructura multicapa de puntos cuánticos —cristales diminutos que emiten luz al ser excitados— y los unieron con moléculas quirales. Iluminaron la muestra con luz circularmente polarizada (luz cuyo campo eléctrico gira en círculo) y, al mismo tiempo, aplicaron un campo magnético. Resultó que el tiempo de decaimiento de la emisión depende de la magnitud y dirección del campo magnético, así como del sentido de giro de la luz.
Esta dependencia indica que el espín del electrón que atraviesa una molécula quiral conserva su polarización y precede en el campo magnético, como una peonza. Los científicos construyeron un modelo que tiene en cuenta la precesión del espín y los procesos de decaimiento, y reprodujo bien los datos experimentales.
Es la primera vez que se logra observar coherencia cuántica —la capacidad del espín de mantener su fase— en estos sistemas a temperatura ambiente. Antes, estos experimentos requerían temperaturas muy bajas. Ahora, los ensamblajes quirales de puntos cuánticos podrían convertirse en una plataforma para la espintrónica —la electrónica que usa el espín del electrón— y para las tecnologías cuánticas.
Los puntos cuánticos son tan pequeños que su tamaño determina el color de la emisión: cuanto más pequeño es el punto, más corta es la longitud de onda de la luz emitida, por lo que una misma estructura química puede dar diferentes colores, desde el rojo hasta el azul.