دست سانی

دست سانی یا کایرالیته ( به انگلیسی: Chirality ) /kaɪˈrælɪtiː/ یک خاصیت ناشی از عدم تقارن است که در شاخه های مختلفی از علوم کاربرد دارد. لغت دست سانی، از کلمه یونانی χειρ، به معنی «دست» مشتق شده است.
مفهوم ساده یک جسم یا پدیده دست سان به وسیله دو دست انسان قابل تعبیر است. دو دست انسان در عین شباهت بسیار زیاد، با یکدیگر کاملاً منطبق نیستند. به صورتی که هر دست تصویر آینده ای دست دیگر محسوب می شود. پدیده های با این خاصی اصطلاحاً دست سان نام دارند و در برخی خواص بایکدیگر متفاوت اند.
به عنوان مثال آمینواسیدها در علم شیمی از دسته ترکیبات دست سان هستند که از دو انانتیومر تشکیل شده که نسبت به هم ایزومر هستند.

دست سانی (شیمی). در شیمی، زمانی یک مولکول یا یک یون دست سان، دست وار یا اصطلاحا کایرال ( به انگلیسی: Chiral ) نامیده می شود که فارغ از میزان چرخش و نوع جابه جایی های انجام شده، نتواند بر تصویر آینه ای خود انطباقٰ پذیر شود. [ ۱] [ ۲] [ ۳] [ ۴]
دست انسان یکی از شناخته شده ترین مثال دست واری در جهان است. دست چپ، تصویر آینه ای انطباق ناپذیر دست راست است؛ صرف نظر از نحوه ی چرخیدن دست ها، غیرممکن است که ویژگی های اساسی آن ها برهم منطبق شود. این اختلاف در تقارن زمانی آشکار می شود که دستکش مربوط به دست چپ، بر روی دست راست قرار گیرد. واژه ی دست واری از واژه ی یونانی χειρ، ( که به لاتین Chir نوشته میشود ) به معنای «دست» گرفته شده است و رهیافتی ریاضی است بر مفهوم «دستوارگی».
در شیمی، دست واری معمولاً به مولکول ها مربوط می شود. دو تصویر آینه ای مربوط به یک مولکول دست وار، انانتیومر ( پادهمسان پار ) یا ایزومرهای نوری نامیده می شوند. هر جفت از انانتیومرها، غالباً به عنوان «راست دست» یا «چپ دست» نامگذاری می شوند.
دست واری مولکولی به دلیل کاربردهایش در شیمی فضایی، در قالب شیمی معدنی، شیمی آلی، شیمی فیزیک، بیوشیمی و شیمی فراذره ای دارای اهمیت است.
واژه فعالیت نوری از برهم کنش مواد دست وار با نور قطبیده گرفته شده است. در یک محلول، فرم - ( − ) یا فرم چیگرد یک ایزومر نوری، صفحه پرتو قطبیده را در خلاف جهت عقربه های ساعت چرخاند. فرم - ( + ) یا فرم راستگرد یک ایزومر نوری، عکس این کار را انجام می دهد؛ ( صفحه پرتو را در جهت عقربه های ساعت می چرخاند ) . نور پلاریزه نخستین بار توسط جین - بپتیست بایو در سال ۱۸۱۵ آشکار شد، [ ۵] و اهمیت قابل توجهی را در صنایع مختلف، شیمی تجزیه و داروسازی بدست آورد. لویی پاستور در سال ۱۸۴۸ با جداسازی بلورهای تارتاریک اسید، متوجه شد که دو نوع بلور بدست آمده در خواص شیمیایی کاملاً مشابه هم عمل میکنند اما در چرخش نور پلاریزه بر خلاف یکدیگر واکنش نشان می دهند. درحالی که مخلوط اولیه، هیچ چرخشی در نور پلاریزه ایجاد نمیکرد. او دریافت که این پدیده، منشأ مولکولی دارد و مخلوط شامل دو ایزومر نوری است که آنها را انانتیومر و مخلوط را راسمیک نامید. [ ۶] مواد کامپوزیت مصنوعی که فعالیت نوری مشابهی را البته در محدوده ریزموج نشان می دادند، در سال ۱۸۹۸ توسط جاگادیش چاندرا بوز معرفی شدند[ ۷] و توجهات بسیاری را از اواسط سال ۱۹۸۰ بدست آوردند. [ ۸] واژه دست واری نخستین بار توسط لرد کلوین در سال ۱۸۹۴ بکار برده شد. [ ۹] انانتیومر ( پادهمسان پار ) و دیاستیومر ( میان فضا پار ) های مختلف یک ترکیب را به دلیل تفاوت در ویژگی های نوریشان، سابقاً ایزومرهای نوری می نامیدند. [ ۱۰]

دست سانی (فیزیک). پدیدهٔ دست سانی، ( به انگلیسی: chirality ) پدیده عدم تطابق با تصویر آینه ای است ( مقاله دست سانی در ریاضیات را ببینید ) . اسپین یک ذره می تواند برای تعریف دستوارگی ( به انگلیسی: handedness ) یا مارپیچگی ( به انگلیسی: helicity ) آن ذره بکار رود و در موردی که ذره بدون جرم باشد، مشابه دست سانی است. تبدیل تقارن بین دو ذره، پاریته نامیده می شود. تغییرناپذیری یک فرمیون دیراک تحت پاریته، تقارن دست سان نامیده می شود. [ ۱]
یک آزمایش از واپاشی ضعیف هسته کبالت - ۶۰ که توسط چین شیئونگ - وو و همکارانش در سال ۱۹۵۷ انجام شد، نشان داد که پاریته یک تقارن در جهان نیست. [ ۲]
مارپیچگی یک ذره، راستگرد است اگر راستای اسپین مشابه راستای حرکت باشد و چپگرد است اگر راستای اسپین و جهت حرکت مخالف هم باشند. طبق قرارداد دوران، یک ساعت استاندارد، که بردار اسپینش ( وقتی که صفحه ساعت رو به جلو است ) با چرخش عقربه ها تعریف می شود، مارپیچگی چپ - دست دارد. از نگاه ریاضیات، مارپیچگی در واقع علامت تصویر بردار اسپین در راستای بردار تکانه است: حالت چپ، در راستای منفی و حالت راست، در راستای مثبت است.
دست سانی یک ذره، مفهومی انتزاعی تر است و این گونه تعیین می شود که آیا ذره به یک نمایش چپ دست یا راست دست درگروه پوانکاره تبدیل می شود. ( هر چند، برخی نمایش ها، مانند اسپینورهای دیراک، هر دو مؤلفه راست دست و چپ دست را دارا هستند؛ در موارد این چنینی، می توانیم عملگرهای تصویر را تعریف کنیم که هم مؤلفه راست و هم مؤلفه چپ را تصویر کنند و هم سهم چپ دستی و راست دستی را ارائه دهند.
دست سانی در ذرات بدون جرم - مانند فوتون، گلوئون، ( و به طور فرضی ) گراویتون - همانند مارپیچگی است؛ یعنی یک ذره بدون جرم، صرف نظر از دیدگاه ناظر، از دیدگاه اسپین در راستای محور حرکت دیده می شود.
دست سانی در ذرات دارای جرم - همچون الکترون ها، کوارک ها و نوترینو ها - متمایز از مارپیچگی است. در مورد این گونه ذرات، ناظر ممکن است به دستگاه مرجعی برود که از ذره در حال چرخش، سبقت می گیرد. در این حالت به می رسد که ذره به سمت عقب حرکت می کند و مارپیچگی آن ( که ممکن است «دست سانی ظاهری» به نظر برسد ) معکوس خواهد شد.
یک ذره بدون جرم، با سرعت نور حرکت می کند؛ لذا یک ناظر واقعی ( که همواره باید با سرعتی کمتر از سرعت نور حرکت کند ) نمی تواند در هیچ دستگاه مرجعی که ذره در راستای عکس جهت نسبی اش به نظر می رسد، قرار داشته باشد، بدین معنا که تمامی ناظران واقعی، دست سانی یکسانی را مشاهده می کنند؛ بنابراین، جهت اسپین ذرات بدون جرم، مستقل از تبدیلات لورنتس ( تغییر زاویه دید ) در راستای حرکت ذره می باشد و علامت تصویر ( مارپیچگی ) برای تمام دستگاه های مرجع ثابت است: مارپیچگی، یک ثابت نسبیتی است. با کشف نوسان نوترینو، که نشان از جرم دار بودن نوترینو دارد، تنها ذره بدون جرم مشاهد شده، فوتون می باشد. همچنان انتظار می رود که گلوئون نیر بدون جرم باشد، گرچه حدس بی جرم بودن آن هنوز به درستی امتحان نشده است؛ لذا این دو ذره، تنها ذرات شناخته شده تا به حال هستند که مارپیچگی و دست سانی آن ها ممکن است با هم یکسان باشد؛ و تنها یک ذره ( فوتون ) است که این مورد با آزمایش برایش به اثبات رسیده است. تمامی دیگر ذرات مشاهده شده دارای جرمند، لذا می توانند در دستگاه های مرجع مختلف، مارپیچگی های متفاوتی داشته باشند. هنوز این امکان وجود دارد که ذراتی که تاکنون مشاهده نشده اند، مانند گراویتون، بدون جرم باشند، پس مثل فوتون از مارپیچگی ثابتی برخوردارند.

دست سانی (مانگا). دست سانی ( به ژاپنی: キラリティー Kirariteī ) یک سری مانگای یوری چهار جلدی است که توسط نویسنده ژاپنی، اوروشیهارا ساتوشی نوشته و مصورسازی شده است. اثر مانگا تحت پروانهٔ رسانه سنترال پارک آمریکای شمالی منتشر شده است.
این داستان در آینده ای نه چندان دور رخ می دهد، که در آن زمین توسط یک ویروس ترسناک فناوری تسخیر می شود. انگل های مکانیکی، که به اشتباه در تلاشی برای پیشبرد فناوری تولید شده اند، خود را به ستون فقرات انسان چسبانده و میزبان خود را به یک نوع آدم آهنی به نام ( GM ) تبدیل می کنند. آدم آهنی جی. ام. اصلی توسط گایا ( Gaia ) خلق شده، یک برنامه طراحی شده توسط بشر برای حکومت بر طبیعت. گایا خراب عمل کرده و یک جی. ام ( آدم آهنی ) برای خود ایجاد می نماید. فعلاً، گایا در حال تعمیر بخشهایی آسیب دیده است، و زمانی که این کار را انجام داد، می کوشد تا کره زمین ویران کند.
کارول یک موجود مصنوعی است که مخصوصاً برای نجات بشر ایجاد شده است. متأسفانه، او در هنگام جوانی خود و به شدت از دست بسیاری از انسان هایی که می خواست نجات دهد، آزار دیده و به کلی از مسیر مأموریت خود فاصله گرفته است. تنها در اثر مهربانی یک دختر از نوع بشر به نام شیوری، کارل توانست تمرکز خود را بازیابد و برای نجات جهان دلیلی بیابد؛ یعنی به خاطر شیوری.
آن ها یک سال بعد با هم آشتی می کنند، زیرا کارول شیوری را از دست دوستش النا نجات می دهد که به شکلی غم انگیز با ویروس ینگلی آلوده شده بود. اگرچه از ابتدا شیوری، کارول را به خاطر نمی آورد، اما کارول شیوری را به جا آورده و از این کاری برای محافظت از او و ابراز علاقه و عشق نسبت به وی فروگذار نمی کند. اگرچه شیوری در ابتدا نسبت به کارول احساس ناراحتی و دستپاچگی دارد، اما به سرعت احساسات وی به حالت عادی بازمی گردند. اما، به زودی هر دو در می یابند که عشق عمیق بین آن دو یک موضوع صرفاً کوچک نیست؛ و این مسئله عاملی بزرگ برای نجات کل جهان می شود.
• کارول یک موجود مصنوعی که به طور اختصاصی برای نجات بشر ساخته شده است. متأسفانه، او در هنگام جوانی خود و به شدت از دست بسیاری از انسانهایی که می خواست نجات دهد، آزار دیده و به کلی از مسیر مأموریت خود فاصله گرفته است. در اثر مهربانی شیوری، یک دختر از نوع بشر، او اکنون از هیچ تلاشی برای حفاظت از او و ابراز عشق به وی فروگذار نمی نماید.

دست سانی (هندسه). در هندسه، یک شکل در صورتی دَست سان است ( دارای دست سانی گفته می شود ) که با تصویر آینه ای خود یکسان نباشد، یا به طور اخص نتوان تنها با چرخش و تبدیل و انتقال آن را بر روی تصویر آینه اش ترسیم کرد. یک جسم دست سان و تصویر آینه ای آن را اشکال پادهمسان می گویند. لغت اروپایی مفهوم دست سانی یعنی واژةٔ Chirality از واژه یونانی ( کایر ) به معنای دست گرفته شده، و در آشناترین شکل از یک جسم دست سان، لغت اروپایی برای شکل پاد همسان ( enantiomorph ) از دو کلمه ( شکل + متضاد ) اشتقاق یافته است. یک شکل نا دست سان، ( َachiral ) یا ( amphichiral ) خوانده می شود. رشته مارپیچ ( helix ) و نوار موبیوس، اشکال سه بعدی دست سان هستند. [ ۱] [ ۲] مهره های چهارگوش تترومینو در صورت های J, L، S و Z در بازی ویدئویی و همگانی تتریس نیز نمادی از دست سانی می باشد، اما تنها در یک فضای دو بعدی.
بسیاری از اشیای آشنای دیگر نیز همان تقارن دست سانی را در بدن انسان نشان می دهند: دستکش ها، عینک، کفش، لنگه های شلوار و غیره. نمونه مشابه دیگر از دست سانی نیز در قالب نظریه گره تشریح شده است.
طبق قانون دست راست، می توان برخی از اشیاء دست سان سه بعدی را همچون رشته مارپیچ دارای خاصیت دست سانی دست راستی یا دست چپی محسوب نمود.