Винтовая лестница, по которой катятся шарики. Одни закручены вправо, другие влево. Ступеньки устроены так, что правозакрученные проскакивают быстрее, а левые застревают. Примерно то же самое происходит внутри спиральных молекул — например, в двойной спирали ДНК. Электроны, пролетая сквозь неё, делятся на два сорта по направлению своего внутреннего вращения (спина). Это явление называют хирально-индуцированной спиновой селективностью, или CISS. Но до сих пор не было ясно, как именно спираль превращает случайное движение электронов в устойчивый поток с преобладанием одного спина.

Авторы работы построили модель: электрон перепрыгивает от молекулы-донора через цепочку ДНК к акцептору. Внутри спирали на электрон действует спин-орбитальное взаимодействие — это как если бы сама геометрия лестницы слегка подталкивала шарики в зависимости от их вращения. Но одного этого толчка недостаточно. Главную роль играет релаксация — процесс, при котором электрон теряет энергию, словно шарик, трущийся о перила. Авторы ввели особое условие: релаксация не различает спины, но её скорость подобрана так, чтобы «заморозить» временное преимущество одного сорта электронов. Слабое спин-орбитальное взаимодействие создаёт лишь крошечный перекос, а диссипация запирает его, превращая в стабильную поляризацию тока.

Если мысленно перевернуть спираль — сделать её зеркальным отражением, — то и предпочтительное направление спина поменяется на противоположное. Так молекула работает как магнитный фильтр без всякого магнита. Этот механизм универсален: он не привязан к конкретной молекуле и работает за счёт диссипации, которая есть в любой среде. Понимание таких процессов открывает путь к управлению спиновыми токами в органических материалах — а это шаг к электронике будущего, где вместо заряда информацию переносит вращение электрона.