A TÜKRÖZÉSI ASZIMMETRIA SZEREPE AZ ÉLET EREDETÉBEN

Abdus Salam
Nobel-díjas,
az MTA tiszteletbeli tagja

"Bárki aki lenéz csupasz lábaira és nem nevet,
annak vagy szimmetriaérzéke vagy humorérzéke nincs."
(Descartes)

1. A jelenleg elfogadott nézetek alapján¹ az élet erede­te három szakaszra osztható: kozmikus szakasz, prebio­lógiai-kémiai szakasz és biológiai szakasz.
   1. ) A kozmikus szakasz az Univerzum korai szakaszát foglalja magába, amikor az elektrogyenge kölcsönhatás­ból fázisátalakulás során két erő, az elektromágneses és a β-bomlásért felelős gyenge erő jött létre 10^-12 s-mal az Univerzum születése után. Ekkor a hőmérséklet 250 GeV volt. A semleges gyenge kölcsönhatás közvetítői - a Z⁰-­részecskék - ekkor tettek szert tömegükre.
   2. ) A kémia a bolygók kialakulása után (jó 10 milliárd évvel később) vált fontossá, bár szerepet játszott a Nap előtti korszakban is. (Hosszú idővel a korai kozmikus éra kvarkjainak protonokká és neutronokká való kondenzá­lódása után, sokkal később mint a protonok elektronok­kal való kombinációja, mely 105 évvel követte a Nagy Robbanást). Így a jövendő élet molekulái már a Föld ki­alakulása előtt létrejöhettek.
   3. ) A biológiai korszakban, a nukleinsavak replikációja és a fehérjék szintézise történik. A biológiai korszak 3,8 milliárd évvel ezelőtt kezdődhetett.
2. Klasszikusan a királis molekula és tőle különböző tükörképe (ezeket optikai forgatóképességük alapján bal (L) vagy jobb (D) névvel definiáljuk) energetikailag azo­nosnak tekinthető. A tükrözés szempontjából nem szim­metrikus, ezért paritássértő gyenge kölcsönhatás azon­ban lehetővé teszi, hogy L és D konfiguráció ne legyen teljesen egyenlő energiájú. Az L és D molekula közül va­lamelyik 3 · 10^-19 eV energiakülönbséggel stabilizálódik.

   Az élő szervezetben a fehérjemolekulák 20-féle L-ami­nosavból állnak (bár néhány D típusú aminosav bizonyos baktériumok sejtfalaiban előfordul). A polinukleotid lán­cok csak D konfigurációjú cukrokat tartalmaznak.² Nyil­vánvaló, ha az életfolyamatok egyszer valamelyik csava­rodási irányt választották, a fehérjeszintézis komplex gé­pezete és az enzimek sztereoszelektivitása biztosíthatja, hogy ez a csavarodás fennmaradjon.

3. A legjelentősebb paritássértő gyenge kölcsönhatá­sok a semleges gyenge erők, amelyeket a Z⁰-bozonok közvetítenek. Ezek a kölcsönhatások az atomfizikai és magfizikai normák szerint rendkívül rövid hatótávolsá­gúak. Nagyon jó közelítéssel érintkezési jelenségeknek tarthatjuk őket. Mason, Tranter és MacDermott közel­múltbeli számításai azt mutatják, hogy négy aminosav (lényegében mindazok, amelyekre e számításokat elvé­gezték - alanin, valin, szerin és aszparaginsav) vizes közegben L állapotban stabilizálódik "természetellenes" D tükörképeikkel szemben. (Az elmélet egy kisebb dia­dalát jelenti, hogy cukrokra - különösen a D-gliceralde­hid esetén - a számítások azt mutatják, hogy a jobbra csavarodó változat a stabilabb.) Ez a többletstabilitás szobahőmérsékleten 10¹⁷ molekula esetén egy többletet jelent. (10^-17  ≈ 3 · 10^-19 eV/300 K). Ezen szám kicsinysé­ge sok vegyészt elgondolkoztatott: vajon ez a mecha­nizmus lehet-e felelős a kialakult optikai aszimmetriá­ért. A döntő probléma tehát az, hogy az elektrogyenge kölcsönhatás által biztosított előny a folyamat ideje alatt miképpen erősödik fel oly módon, hogy például a 20 aminosav (amelyek felépítik a fehérjét) szinte teljesen átment D-ből L formába. Ezt a problémát K. D. Konde­pudi és C. W. Nelson vizsgálta.

   Tekintsük például a kvarckristályokat, amelyeket T= 300 K körüli hőmérsékleten nem-egyensúlyi statiszti­kus mechanikai rendszerként kezelhetők. Egy autokatali­tikus mechanizmust és a késleltetett bifurkációk elméletét alkalmazva megmutathatjuk, hogy 1 km² felületű és 4 m mélységű tóban 10⁴ évbe telik az, hogy az elektrogyenge kölcsönhatás által biztosított előny a kvarcra vonatkozó­an a szükséges mértékben érvényesüljön. Kondepudi és Nelson általános elméletet adnak a spontán királis szim­metriasértésre nemegyensúlyi kémiai rendszerekben és a semleges gyenge áramok lehetséges hatására ilyen folya­matban. Arra a következtetésre jutnak, hogy hosszú idő­skálán (10⁴ év), nagy térfogatban, például óceánban leját­szódó reakciók esetében, a semleges gyenge áramok okozta paritássértés hatásait nem lehet kicsinek tekinteni.

   E munkával szemben Goldanski, majd Vetisov, Kuz­min és Anikin vetettek fel ellenérveket. Egyfelől ezek a szerzők (valamint L. Orgel) kitartanak amellett, hogy az elektrogyenge kölcsönhatás szimmetriasértő hatása ezek­ben a számításokban ismétlődő lépéseken keresztül érvé­nyesül, és N = 10¹⁷ lépést kell figyelembe venni. A Föld­nek ezért N² ≈ (10¹⁷)² ≈ 10³⁴ királis molekulát kellett tar­talmaznia ahhoz, hogy az effektust a kialakuló fluktuá­cióknak tulajdoníthassuk. Ezt a szerzők nehezen találják elfogadhatónak és arra a következtetésre jutnak, hogy "a semleges gyenge áramok szerepét a biomolekulák kirali­tásának eredetében nem szabad lényegesnek tekinteni". Kondepudi ezzel a becsléssel (10³⁴) egyetért azzal a fenn­tartással, hogy nilyen számú molekulának nem szükséges egyidejűleg reagálnia. Ez az a teljes szám, mely 1,5 · 10⁴ év alatt átáramlik a nemegyensúlyi rendszeren".

   Anélkül, hogy szükségképpen szembe állnánk Konde­pudi és Nelson munkájával gondolunk el. E cikk főként fizikai jellegű diszkussziót tartalmaz.

   A jelenséget kvantummechanikai egyensúly-probléma­ként kívánjuk kezelni. A kvantummechanikai formaliz­mus ezt mint kooperatív jelenséget tárgyalja, ahol a hang­súlyt a kondenzáció kapja: a D-ből L-be történő átalaku­lás egy T_c kritikus hőmérséklet alatt megy végbe.

   Általában a globális kooperatív és kondenzációs jelen­ségek lejátszódásához alacsony hőmérsékletre (vagy pél­dául a neutroncsillagok esetében magas sűrűségre) van szükség. Ha T_c az aminosavak esetében nagyon kicsi, akkor kézenfekvő feltételeznünk, hogy a meghatározott csavarodású aminosavak keletkezési helye nagyobb volt mint a Föld. Ezt a problémát a 8. fejezetben tárgyaljuk.

4. A kondenzáció jelenségének egy modern változatát A. Leggett írta le, aki egyöntetűen tárgyal egyfajta szuper­folyékony anyagot (mint a hélium II folyadék), amelyben a T₀ degenerálódási hőmérséklet körülbelül 3 K, valamint Cooper-párokba rendeződött elektronok fémes szupra­vezetését a T_c kritikus hőmérséklet alatt. Miképpen azt látni fogjuk, az utóbbi inkább releváns a mi szempon­tunkból.

   Mi a "kondenzáció"?

   "Képzelje el, hogy egy hegytetőről egy távolban fekvő városi térre tekint le. A tömeg véletlenszerűen mozog, mindenki valami mást csinál. Most feltételezzük, hogy nem vásárt hanem katonai díszszemlét tartanak, és a tömeg helyét jól kiképzett katonákból álló zászlóalj veszi át. Mindegyik katona ugyanabban az időben ugyanazt a dolgot teszi, s hogy mit, azt ilyen távolságból sokkal könnyebb látni (vagy hallani). A fizikai analógiát úgy vonhatjuk meg, hogy egy normál állapotú rendszernek a vásározó tömeg felel meg - minden atom mást esinál ­míg a Bose-kondenzált rendszerben az atomok (vagy pontosabban az atomok azon hányada amelyik a kérdé­ses hőmérsékleten kondenzálódik) ugyanabba a kvan­tumállapotba vannak kényszerítve, ezért a jól kiképzett katonákhoz hasonlatosak: mindegyik atomnak egyidejű­leg pontosan ugyanazt kell tennie".

   Az analógia a tömeg viselkedése és a racém elegy kö­zött, valamint a fegyelmezett katonák és az L-aminosavak között találó. Adott energiaszinten elhelyezkedő részecs­kék száma a hőmérséklet függvényeként adott, ennek következtében az energiaszinteket elfoglaló részecskék teljes száma nem lehet nagyobb, mint N_max(T) (amely T-vel együtt csökken). Valamely T₀ hőmérsékleten az N_max mennyiség egyenlővé válik a rendszer összes ré­szecskéjének N számával, míg T₀ alatt N_max < N. Ilyen hőmérsékleteken egyszerűen nincs elegendő számú kvantumállapot az összes részecske befogadására. A probléma megoldása figyelemre méltóan egyszerű: T₀ alatt a rendszer úgy rendezkedik be, hogy az összes olyan részecskét, amelyet az eloszlás képlete szerint nem lehet elhelyezni, egyetlen kvantumállapotba, a legalacso­nyabb energiájúba (az alapállapotba) teszi. Mivel ezen többlet részecskék száma az egésznek véges hányada (sőt 0 K-en mindegyikük), elérjük azt a figyelemreméltó eredményt, hogy makroszkopikus számú részecske (N-nel összemérhető, amely tipikusan mondjuk 10²³ nagyságreridű) foglal el egyetlen kvantumállapotot. Ez a jelenség Bose kondenzáció néven ismert.³

5. A kondenzáció szükséges feltételeit L. Landau vizs­gálta. Landau különbséget tett a Bose- és Fermi-féle szu­perfolyadékok között (még az olyan Fermi-szuperfolya­dékoknál is, mint a szupervezetők, a "szuperfolyékonysá­got" bozon-kondenzátumok,⁴ nevezetesen Cooper-párok hozzák létre).

   "Olyan Fermi gáznak, melyben a részecskék vonzzák egymást, a szuperfolyékonyság tulajdonságával kell ren­delkezni; bármennyire gyenge is legyen is a vonzás".⁵

6. T = T_c esetében a fázisátalakulás végbemegy, annak hirtelenül beálló jellegét mutatva. T < T_c esetén a szuper­folyékonyság fennmarad, amely T = 0-ban teljesedik ki. Felmerül a kérdés, mi történik a T > T_c tartományban? A kérdés megválaszolásához kooperatív jelenségeket tekin­tünk. A kooperatív jelenségek fő tulajdonságai illusztrál­hatóak a ferromágnesség félklasszikus tárgyalásával, ebben Atkins gondolatmenetét követjük.

   0 K-en az elektronspinek egymással párhuzamosan állnak be, és ez eredő mágnesességet eredményez ak­kor is, ha nincs külső mágneses tér. Mindamellett véges hőmérsékleten a hőmozgás képes néhány spint átfordí­tani, és ezáltal az átlagos mágneses momentum a mág­nesesség irányában csökkenni fog. "Amint ez a folyamat elindul, annak a valószínűségei összemérhetőkké vál­nak, hogy egy véletlenszerűen kiválasztott elektron olyan szomszédokkal van körülvéve, amelyek spinje a mágnesesség irányával ellentétesen, illetve olyanokkal, amelyek spinje egyirányba mutat, és ez lecsökkenti az elektronspin megfordításához szükséges energiát. Ahogy a hőmérséklet emelkedik és minél több spin átfordul, egyre könnyebbé válik a megmaradt spinek át­fordítása, s a rendezetlenséghez vezető folyamat egyre növekvő sebességgel zajlik. A Curie-pontban a rende­zetlenség végül teljessé válik, és a spinek mindkét irányban egyaránt mutathatnak", ezért csak 50-50 ará­nyú racém állapot stabilizálódik.

7. Milyen jelentős effektust gyakorol a paritássértő gyenge kölcsönhatás bizonyos aminosavakra? A kérdés megválaszolható, ha az 1 - 4 sin² θ ≈ 0 közelítéssel élünk;⁶ a Hamilton-operátorra eredményül kapott ele­gáns kifejezés vezet a paritássértést jellemző, molekula­konformációtól függő értékekhez, melyeket alanin, valin, szerin és aszparaginsavra kiszámítva -3,0; -6,2 ; -2,3 és -4,8 számokat kaptak, 10^-19 eV-ban mérve.

   A jelzett szerzők a vizes ikerionos aminosavak L-kon­formációjának energiaértékeit atomi egységekben fejez­ték ki (1 ae. = 1 Hartree = 27,2 eV). A legegyszerűbb ami­nosav, a glicin nem bontható fel optikai izomérekre, ol­dalláncában R=H lép fel. Az R=H magasabb szimmetriájá­nak következtében, mint azt a kísérletek is igazolják, a paritássértés megszűnik, ha a karboxil csoport teljes kö­rülfordulása mellett minden lehetséges konfigurációs szögre átlagolunk. A gliceraldehid cukor D konfiguráció­ja esetében ez az érték +1,8 · 10^-19 eV.

   A klasszikus kémia művelője ezideig az elektromágne­ses erőt tekintette az egyetlen alapvető erőnek ami ké­miai változásokat képes létrehozni. Nem vette figyelembe az elektrogyenge kölcsönhatást, speciálisan annak Z⁰ komponensét, mivel a Z⁰ hatása feltételezhetően igen kicsi alacsony hőmérsékleten. Most ki fogjuk mutatni, hogy az elektrogyenge kölcsönhatások (melyekhez ha­sonló nem fordul elő a klasszikus kémiában) fázisátala­kulásra vezethetnek.⁷

   Miként minden fázisátmenet, ez is (T_c - T)^a viselke­dést mutat, ha T → T_c. Ez az amplitúdót (vagy annak deri­váltjait) végtelen nagy mennyiséggé teszi.

   T_c pontos kiszámítása nehéz (ennek egyik oka az, hogy a részecskék standard modellje még nem teljes), viszont T_c nehézség nélkül megmérhető. A következők­ben feltételezzük, hogy T_c létezik, és megmérték minden aminosav esetében.

8. Mivel a Föld felszínének hőmérséklete ≈ 300 K (a ma­ximális hőmérséklet a felszínen ≈ 350 K), ha T_c << 300 K, akkor a jelen formalizmus aligha alkalmazható a Földre vonatkozóan. (Sanchez, Ferris és Orgel 1966-os munkája vetette fel azt, hogy a prebiotikus hőmérséklet 300 K-nél alacsonyabb lehetett.)⁸ Ebben az esetben több forgató­könyv lehetséges:
   1. ) A megfelelően alacsony hőmérséklet létrejöttéhez szükséges lehet a Nap előtti korszak hozzájárulása.
   2. ) Avagy lényeges járulék származik a Naprendszer távolabbi és hidegebb részeiből, melyek T_c-nél kisebb környezeti hőmérséklettel rendelkeznek. Ebben a szö­vegkörnyezetben érdemes megjegyezni a Jupiter, Szatur­nusz, Uránusz, Neptunusz és Plútó maximális felületi hőmérsékleteit 135 K, 120 K, 85 K, 55 K és 20 K értékekre becsülik.⁹
   3. ) Ha T_c jelentősen kisebb, mint 300 K, akkor azt a (valamelyest szokatlan) gondolatot is dédelgethetjük, hogy a Föld csupán az összekapcsolódás színhelyének szerepét játssza, ahol az L-aminosavak összekerülnek a D-cukrokkal és a nukleotidokkal, hogy elkezdődhessék a replikáció jelensége, amely a 2. fejezetben tárgyalt bio­lógiai szakaszhoz nélkülözhetetlen.

   Ahhoz, hogy a 2. fejezetben említett biológiai alternatí­va érvényesülhessen, egy olyan mechanizmust kell kita­lálni, amely a) vagy b)-ben említett hidegebb helyekről szerves molekulákat szállítson a Földre. Ezt elsőként Oró vizsgálta, a közelmúltban részletesebben Chyba, Thomas, Brookshaw és Sagan foglalkozott vele. Az utóbbi szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy:

   1. ) A Föld azokhoz a prebiotikus szerves molekulák­hoz, amelyek fontosak az élet eredete szempontjából, széntartalmú molekulákat hordozó üstökösökkel és kis­bolygókkal való összeütközések révén jutott hozzá, a gyakori becsapódások korszakában, 4,5 · 10⁹ - 3,8 · 10⁹ évvel ezelőtt (v.ö. Chiron üstökössel?).
   2. ) Plauzibilisan választott sűrűségú (10 bar nyomású CO₂) korai atmoszféra esetére ezek a szerzők azt találták, hogy 4,5 · 10⁹ évvel ezelőtt a Földre az üstökösökről legalább 10⁶ - 10⁷ kg/év rátával jutottak ép szerves mole­kulák (e fluxus azután - 10⁸ felezési idővel csökkent). Ezen eredményeket összevethetjük a Föld óceánjaiban lévő - 3 · 10⁷ kg-os és a teljes - 6 · 10¹⁴ kg-os biomassza értékekkel.
   3. ) (Ellentétben az általánosan elterjedt vélekedéssel) az alanin molekulák = 700 K magas hőmérsékletnek egy másodpercig ellen tudnak állni, míg más aminosavak a 600-800 K tartományban hasonló időtartamig ellenállnak a hőmérséklettel szemben, valamint stabilak és épek ma­radnak a Földdel való ütközéskor is.

   Csábító az a további feltételezés, hogy ez az anyag (≈ 10⁶ - 10⁷ kg) megőrizte csavarodási irányát a Földre szállítás során (különösen akkor, ha T_c kicsi, zérus körüli érték). Ez a megállapítás a

   

   képletből következik, ha az alkalmazható aminosavakra. Ebből a találkozásból kezdődhetett az élet és állandósul­hatott a csavarodás a 2. fejezetben leírt biotikus képnek megfelelően.

9. Vajon alátámasztható-e ezen cikk központi hipoté­zise laboratóriumban? Ez ellenőrizhető, ha vesszük kristá­lyos L-és D-aminosav 50-50 racém elegyét és csökkent­jük a hőmérsékletet. Az L- és D-aminosavak kristályos konformációja nem különbözik sokban az ikerionos for­mától, eltekintve a vízmolekulák hiányától az elemi cel­lákban. Az alanin kivételével nem áll rendelkezésre hatá­rozott számítás, amely azt mutatná, hogy valóban az L-konfiguráció van túlsúlyban ezekben a kristályokban. Ez azonban nem befolyásolja a hipotézis laboratóriumi ellenőrzését, mivel a hőmérsékletet a fázisátmeneti érté­kek alá hűtve a teljes aminosav mennyiség átalakul abba a speciális konfigurációba, amit előzőleg csupán részle­gesen dominált. Megfordítva, a hőmérséklet T_c fölé emelé­se azt demonstrálná, hogy a T_c alatti tiszta konfiguráció átalakítható racém eleggyé T > T_c mellett.

   Végezetül vegyük észre, hogy ideális esetben ki kell majd tudnunk számítani T_c értékét, ha az elektrogyenge kölcsönhatás elmélete teljes egészében ki lesz dolgozva. Ezen mennyiség tág határok között vehet fel értéket, lehet 2,7 K¹⁰ (a világűr hőmérséklete) körül, vagy 350 K-­en túl (de a disszociációs hőmérséklet alatt). Mindazon­által T_c meghatározásának legjobb útja egy adott amino­sav esetén a k í s é r l e t. Az aminosavak és a cukrok ál­tal mutatott "szuperfolyékonyság" a szupervezetők "szuperfolyékonyság"-ával s nem a folyékony héliummal áll analógiában. Szupravezetők esetében külső mágneses teret kell alkalmazni és a Meissner-effektust keresve T_c-t meghatározni. Hasonlóképpen mérhetjük az aminosavak (vagy cukrok) "szuperfolyékonyságát" ha külső fényfor­rással megvilágítjuk őket.¹¹

   A hipotézis ellenőrzésének egy közvetlen útja (ami a fázisátmenet létét illeti) az lehet, hogy csökkentve a hő­mérsékletet mérjük az optikai aktivitást, mialatt egy bizo­nyos aminosavra polarizált fényt sugárzunk. Ha a polari­záció vektora elfordul, biztosak lehetünk abban, hogy a megfelelő fázisátmenet jött létre.¹²

   Maga a folyamat¹³ valószínűleg detektálható optikai¹⁴ rotációs szóródás (ORD) vagy cirkuláris dikroizmus (CD) módszerrel. Egy másik mérési módszer, amellyel a folya­matot kimutathatjuk a fajhő különbségek mérése és a C= γT + βT³ + ... görbe anomáliáinak keresése, mikép­pen azt a nem-aminosavak, mint a melaninok és a tumor melanoszómák esetén már megtették.

10. Kimutattuk, hogy a kiralitás peremfeltételt jelent­het az élet eredetéről szóló elméletek számára, és azt, hogy a Z⁰ kölcsönhatásoknak - valamint annak, ami az alapvető kölcsönhatások standard modelljén túllép (CP sértés, például) - központi szerepet kell játszaniok ebben a történetben. Ebben a szövegkörnyezetben az alábbi idézet Pasteurtől (aki nem ismerte a Z⁰ részecskéket) prófétikusnak tűnhet: "Az élet, miként az nekünk mutat­kozik, a Világegyetem aszimmetriájának és e tény követ­kezményeinek a függvénye. A Világegyetem aszimmetri­kus. Az életet aszimmetrikus folyamatok dominálják. Még azt is el tudom képzelni, hogy az összes élő faj struk­túrájában és külső formájában elsődlegesen a kozmikus aszimmetria függvénye."

____________________________

1 ħ = c = k_B = 1 (1 K=10^-4eV)

2 74 aminosavból amelyeket a Murchison meteoritból vett mintákban találtak, csak 8 van jelen a fehérjékben, 11 más biológiai funkcióval rendelkezik, a megmaradt 55 pedig csak földönkívüli mintákban talál­ható meg.

3 E cikk megírása után J. Chela Flores a következő idézetet bocsátotta a rendelkezésünkre, hogy a szövegbe illesszük. Ezt örömmel meg­tesszük: "Talán a legkorábbi felvetése annak, hogy kondenzáció a biológiában előfordulhat, három évtizeddel ezelöttről Delbrücktől szár­mazik: »Lehetséges, hogy a kvantummechanikának valamilyen igen különös következményére bukkanunk, mint amilyen a szupravezetés vagy a szuperfolyékony hélium. A különös kooperatív jelenségek szo­bahőmérsékleten nagyon különleges molekulák esetén megtörténhet­nek ..., akkor az életnek ezt bizonyosan fel kellett fedeznie. Az élet eredetét illetően feltételezték, hogy a kondenzáció a korai riboorganiz­musokban ment végbe az igen alacsony, 160 K körülinek becsült hő­mérsékletnek köszönhetöen.«"

4 Kondenzátum alatt a zérus spinű tér homogén (φ) részét értjük, mely bizonyos elméletekben megjelenhet (feltéve, hogy a φ-re vonat­kozó potenciál alakja hasonló egy megfordított mexikói kalapéhoz). Ez olyan terekben érhető el, amelyeknek nulla frekvenciájú állapotuk is van (azaz az energia és az impulzus is zérus).

5 Képzeljünk el két embert egy régi, megereszkedett, nemlineáris mat­racon. Akkor is, ha nem kedvelik egymást, mindkettő hajlamos lesz a matrac közepe felé gurulni. Fellép tehát egy vonzó kölcsönhatás. Ezen kölcsönhatás oka az, hogy mindkettő alakváltozást hoz létre a matrac­ban és ezek az alakváltozások megpróbálnak egybeolvadni. A fémben lévó elektronok nem állnak, hanem Fermi sebességhez közeli iramban száguldanak át a kristályrácson. Az ionokát vonzzák az elektronok, de meglehetősen nagy tömegük miatt a könnyű elektronokhoz képest nagyon lassú mozgást végeznek. Mire az ionok a vonzóerőre válaszul elmozdulnak, az elektron rég eltávolodott, nyomát azonban pozitiv töltések jelzik, ami éppen a rács fent említett alakváltozása. Egy másik elektron, ami az első pályáját keresztezi, pozitív töltést talál az útjában, melyet igen vonzónak talál. Ez a folyamat úgy is felfogható, hogy az első elektron létrehozott egy fonont, melyet a második elektron boldo­gan elnyel. Megjegyezzük, hogy ez a kölcsönhatás a legerősebb, ha a második elektron pontosan az elsö pályáját követi - azaz, ha mondjuk azonos nagyságú és ellentétes irányú impulzusuk van.

6 Mellékesen megjegyezhetjük, ha 1 - 4 sin²θ ≈ 0 egyenletesen, akkor az atommagban a neutronok hatását figyelembe vesszük, de a protono­két nem, kivéve azt az esetet, amikor a protonokat deuteronok helyet­tesítik. Vegyük továbbá észre, hogy a ¹³C izotóp és a ¹²C járulékainak különbözőeknek kell lennie. Ez a Z⁰ kölcsönhatás különleges jellemző­je. Hasonló viselkedést tulajdonítottak azelőtt a Nap elötti kozmikus elemgyakoriságnak. Például "az a felfedezés, hogy a Murchison meteo­ritból származó aminosavak, mint csoport, deutériumban igen gazda­gok (δD = 1370%), erösen sugalmazza azt, hogy az aminosavak vagy ezek elődei alacsony hőmérsékleten csillagközi felhőkben képződtek." Ez a folyamat egyes állítások szerint azt a feltételezést támogatja, hogy közvetlen összefüggés létezik a szerves anyagokban gazdag kozmikus szemcsék, üstökösök, sötét aszteroidok valamint a szénkondritok kö­zött. Mind az L, mind a D aminosavak esetében nyilvánvalóan fontos, hogy pontos D/H, T/H valamint ¹³C/¹²C előfordulási arányokat állapít­sunk meg (annak érdekében, hogy különbséget tudjunk tenni a Z⁰ ha­tása, illetve az ösi univerzumbeli elemgyakoriságnak tulajdonítható járulékok között.) Ezt Engel, Macko és Silfer a Murchison-meteoritok esetében elvégezte és arra a megállapításra jutott, hogy optikailag aktív anyagok már az élet megjelenése előtt jelen voltak a korai Naprend­szerben.

7 A szupravezető fázisátmenetet annak a paritást nem megőrző, effek­tív kölcsönhatásból származó vonzóerőnek lehet tulajdonítani, amely a Z⁰ kölcsönhatás nulla spinű részéből származik, amely maga a (φ) ≠ 0 kondenzátummal kapcsolatos spontán szimmetriasértés következmé­nye (Sakita).

8 A Sanchez-Ferris-Orgel féle cikk szerint a tetramér képződés 0,01 mólos HCN oldatban meggyorsítható a hömérséklet 300 K-ről 250 K-re való csökkentésével. A szerzők megállapítják, hogy "a meg­szokott meleg, ritka prebiotikus környezet képét fel kellhet cserél­nünk egy hidegebb, jóval sűrűbb médium fogalmával, legalábbis né­hány szintézis esetében". Így, cikkünk nyelvét használva, az idézett munkát úgy értelmezhetjük, hogy aszerint T_c ≤  250 K. Másfelől, K. D. Kondepudi felhívja a figyelmet arra, hogy hacsak nem T_c ≤ 2,7 K - a Világegyetem hőmérséklete - a teljes csillagközi tér optikailag aktív lehetne, feltéve, hogy az aminosavak sűrűsége a tér túlnyomó részé­ben nem túl alacsony.

9 Efféle földönkívüli eredetet különböző okokból már korábban felté­teleztek. Körülbelül 40 évvel ezelőtt Stanley Miller alapvető kísérleteket végzett és kimutatta, hogy elektromos kisülés vízgőz, metán és am­mónia elegyében egyszerű aminosavakat (glicin és alanin) hozhat létre ésszerű mennyiségben. Hasonló irányt követtek késóbbi kísérletek során Orgel, Ponnampenama és mások, s igazolták Miller megfigyelé­seit. A Miller-Orgel-Ponnamperuma "kísérletek elég jó megközelítéssel szimuláltak egy a Jupiter alacsony légköri térségeihez hasonló környe­zetet, ahol mint tudjuk erőteljes viharok dúlnak. A Naprendszerben a Jupiter (vagy ennek valamely holdja, például az Európa) lehetne a leg­megfelelőbb jelölt, ha helyszínt keresünk egy kezdetleges földönkívüli élethez!" Úgyszíntén elképzelhető, hogy kémiai evolúció és biokémiai vegyületek szintézise történt és történik napjainkban a Titánon - a Sza­turnusz legnagyobb holdján. A Titán légköre ritkuló - ami kívánatos tulajdonság. Ez esetben magyarázatot adhat "néhány, az Európa külső felszínén, valamint nemrég a Neptunusz Triton nevű figyelemre méltó holdján megfigyelt sötét foltok jelenlétére." (A Triton felületi hőmérsék­lete = 38 ± 4 K-nek látszik.)

10 Ha 0 K-t igyekszünk elérni, ez kizárólag csak helyi jelleggel lenne lehetséges.

11 A szupravezetés és a ⁴He Bose-féle szuperfolyékonysága között a különbség abból adódik, hogy a Cooper-párok (melyek bozonok) jóval nagyobb méretűek (~ 10^-4 cm), mint a részecskék közötti távolság (~ 10^-6 cm), azaz a Cooper-párok között jelentős az átfedés.

12 Amennyiben ezen analógia aminosavakra helytálló, úgy a Meissner-­effektus megfelelőjének a polarizáció vektor T= T_c hőmérsékleten tör­ténő fázisváltozásnak kell lennie.

13 Meg szeretném köszönni A. J. MacDerntott-nak a polarizáció mérésé­vel kapcsolatos javaslatok élesítését, valamint J. Chella-Flores megjegy­zését a fajhőt illetően.

14 Elképzelhető, hogy a kísérlet eredményesebb, ha egy könnyű ato­mot nehézzel helyettesítünk. Hasonlóság állhat fenn a Patterson-fázi­sokkal közönséges röntgendiffrakciós kísérletekben, ahol arany, platina vagy higany atomokat használnak. Sikerült felfednünk, hogy készítettek aminosav kristályokat nikkel, vas vagy réz atomok segítségével, mint például az ezüst-glicin kristályt AgOOC-CH₂--NH₂ vagy a réz DL-α- ami­nobutirát Cu(OOC-C₂H₆NH₂)₂ kristályt.