Лауреаты Нобелевской премии в 2013 году: химия, физика и медицина
В понедельник, 7 октября, в Стокгольме началась неделя вручений Нобелевской премии за самые выдающиеся научные достижения этого года. Среди номинантов на премию – российские ученые, а также уроженцы СССР, которые теперь проживают в других странах.
Медицина
В области медицины лауреатами самой престижной научной премии стали Томас Зюдхоф, Джеймс Ротман и Рэнди Шекман. Их достижением стало открытие механизма, который регулирует транспортировку веществ с помощью везикулярного аппарата – своеобразной транспортной системы в клетке живого организма.
Каждая живая клетка является производителем молекул, которые выводятся в окружающую ее среду и составляют множество веществ, среди которых все гормоны, а также нейромедиаторы и многие другие биологически активные вещества. Молекулы этих веществ переносятся в специальных контейнерах, которые именуются везикулами. С помощью транспортных везикул осуществляется обмен молекулами между всеми компонентами живой клетки, что обеспечивает существование не только ее, но и организма в целом.
Фото с сайта nobelprize.org
Ученые смогли объяснить механизм управления транспортировкой на молекулярном уровне, а также установили причины доставки веществ к конкретным компонентам клетки в нужное время. Способ выдачи точных «приказов» везикулам о времени и месте доставки молекул открыл Томас Зюдхоф. Набор генов, отвечающих за транспортировку веществ в везикулах, был открыт Рэнди Шекманом. Джеймс Ротман смог доказать существование, а также объяснил принципы работы белковой «машины», которая дает возможность везикулам соединяться с точкой доставки гормонов и других биологически активных веществ.
Томас Зюдхоф является профессором Стэнфордского университета. Также в этом году он стал лауреатом Ласкеровской премии, а ранее был награжден Премией Кавли. Рэнди Шекман был главным редактором одного из самых популярных и авторитетных научных журналов на планете – Proceedings of the National Academy of Sciences. В данное время он является профессором Университета Калифорнии. Джеймс Ротман – профессор знаменитого Йельского университета в Нью-Хейвене.
Для научного сообщества вручение премии Ротману, Зюдхофу и Шекману стало несколько неожиданным. Изначально эксперты даже не включали их в тройку основных претендентов на получение награды. Предпочтение отдавалось исследователям методов борьбы с раком.
В 2012 году лауреатами Нобелевской премии в области медицины стали Джон Гёрдон, являющийся профессором Кембриджского университета, а также Синья Яманака – профессор Киотского университета. Они смогли открыть способ перепрограммирования «взрослых» стволовых клеток в универсальные молодые, которые способны превращаться в любой тип ткани организма человека. Тогда Нобелевский комитет заявил, что Гёрдон и Яманака совершили настоящую революцию в знаниях человечества.
Физика
Фото с сайта nobelprize.org
Если в случае премии за достижения в медицине мировое сообщество до последнего момента не догадывалось, кому она будет вручена, то в случае с физикой все сводилось к простому обсуждению, дадут ли награду Питеру Хиггсу – 84-летнему физику-теоретику из Великобритании. Премию Хиггс разделил с Франсуа Энглером – физиком из Бельгии. Их достижение может в корне изменить видение устройства мира глазами ученых, а также даст большой толчок развитию человечества.
Все началось в далеком 1964 году, когда была опубликована научная статья двух бельгийских физиков – Франсуа Энглера и Роберта Браута. В ней была описана теория масс элементарных частиц. В том же году Питер Хиггс опубликовал собственную статью, в которой постулировал, что Стандартная модель должна включать дополнительную скалярную частицу с нулевым спином, наличие которой бы объяснило наличие массы всех элементарных частиц. Эта идея была активно подхвачена несколькими другими физиками, а новая предполагаемая частица в 1972 году получила название бозона Хиггса. Важность этой частицы настолько велика, что нобелевский лауреат Леон Ледерман назвал ее «частицей Бога»: ведь можно с уверенностью сказать, что именно квант поля Хиггса является основанием материи во Вселенной.
На протяжении нескольких десятилетий существование бозона Хиггса сводилось к чистой теории, так как технический прогресс был недостаточно развит для создания необходимого оборудования, а также способов исследования и установления реальности частицы. Все изменилось с появлением Большого адронного коллайдера, испытания в котором 4 июля 2012 года дали сенсационные результаты, которые были позже опубликованы представителями CERN – европейской организации по ядерным исследованиям. По обнародованным данным, при столкновении двух протонов детекторы CMS коллайдера зафиксировали появление новой частицы с массой 125-126 ГэВ/с2. После почти полугодовых исследований весной 2013 года состоялось официальное заявление, что найденная частица является бозоном Хиггса. Ее открытие позволяет внести изменения в Стандартную модель.
Среди прочих кандидатов на премию в области физики был Мишель Майор, который вместе с Джеффри Марси и Дилье Келозом в 1995 году совершил открытие первой экзопланеты – планеты, находящейся за пределами Солнечной системы и вращающейся вокруг другой звезды.
Еще одним номинантом на Нобелевку, по оценкам специалистов, был японец Хидео Хосоно, который по чистой случайности в 2008 году открыл сверхпроводник LaAsFeO, имеющий критическую температуру в 28 кельвинов.
Большие шансы на получение Нобелевской премии по физике специалисты пророчили и нашему соотечественнику, академику РАН Юрию Цолаковичу Оганесяну который является научным руководителем лаборатории ядерных исследований в ОИЯИ (Объединенном институте ядерных исследований) в Дубне. Оганесян сформулировал и фундаментальные принципы появления трансфермиевых элементов в реакциях «холодного слияния». Именно благодаря Оганесяну, а также научным экспериментам под его руководством по слиянию кальция-48 и актинидных мишеней ученым удалось синтезировать тяжелые элементы с номерами 113, 114, 115, 116, 117, 118. За свой вклад в науку Оганесян был награжден Государственной премией СССР, а также премией Курчатова, фон Гумбольдта, Флерова и множеством медалей и орденов в странах, которые являются участницами ОИЯИ.
В 2012 году лауреатами Нобелевской премии по физике стали американец Дэвид Джей Вайленд и француз Серж Арош, которые разработали уникальные экспериментальные методы манипулирования индивидуальными квантовыми системами, как сообщалось на сайте Нобелевского комитета.
И Вайленд, и Арош независимо друг от друга разработали способы управления отдельными элементарными частицами, при этом сохраняя их квантово-механическую природу. Ранее это считалось невозможным. Данное открытие позволит создать новый тип квантовых компьютеров, которые будут в миллионы раз быстрее всех существующих ныне вычислительных машин. Новые методы позволяют наблюдать, а также контролировать квантовые частицы, не прибегая при этом к их разрушению.
Как отметили сами физики, школьная теория корпускулярно-волнового дуализма не предполагает вмешательства классической механики в квантовую физику. По этим причинам многие квантовые явления не удавалось наблюдать и фиксировать напрямую, поэтому приходилось выстраивать сложные цепочки экспериментов, которые косвенными методами доказывали ту или иную теорию в квантовой физике.
Методы Вайнленда и Ароша имеют много сходств. Если Вайнленд помещал в сложную ловушку ионы (заряженные атомы) и манипулировал ими, изменял их параметры с помощью фотонов, то Арош помещал в ловушку фотоны, которые заключались туда при бомбардировке ловушки атомами.
Химия
Фото с сайта nobelprize.org
В области химии специалисты также определили три работы – претендента на Нобелевскую премию. Среди наиболее вероятных претендентов оказались не только работы по классической химии, но и труды, которые граничат с биологией.
Первым претендентом на премию считался Брюс Эймс из Калифорнийского университета. Эймс разработал уникальный генетический тест, позволяющий определить мутагенный потенциал любых химических соединений. Свой тест Эймс разработал еще в 1970 году, после чего многократно совершенствовал его.
Еще одно из наиболее вероятных направлений, которое, по мнению экспертов, должно было получить награду, – нанотехнологии ДНК. В этой области есть несколько специалистов, которые могли стать лауреатами. Среди них Пол Аливисатос – один из главных специалистов, а также первооткрывателей многих экспериментов с ДНК на наноуровне; Чад Миркин, сумевший сложить наночастицы золота в многомерные структуры с помощью программы, записанной в ДНК. Данное открытие предполагает возможность полностью переделывать ДНК, удаляя оттуда «рваные» участки, которые, к примеру, ответственны за появление рака у людей. Стоит также отметить работы Надриана Зеемана, который разработал материал из фрагментов ДНК со свойствами самовоспроизведения, что может найти свое применение в современной хирургии, а также в военном производстве. Фаворитом считался и российский химик Валерий Фокин, ныне работающий в исследовательском институте Скриппса, Калифорния.
Однако эксперты ошиблись и в этом случае. Лауреатами Нобелевской премии по химии в 2013 году стали Майкл Левитт, Ариэ Уоршелл и Мартин Карплюс, плодами трудов которых стали многомерные модели для изучения комплексных химических систем. Работа Карплюса, Уоршела и Левитта еще в 1970-х годах позволила создать основу для разработки мощнейших современных компьютерных программ, которые помогают человечеству понять сложнейшие химические процессы. Их принцип изучения химических реакций основан на совмещении квантовой и ньютоновской физики.
В прошлом году Нобелевскую премию в области химии получили ученые из США Брайан Кобилка и Роберт Лефковиц. Их работа заключалась в изучении рецепторов, которые сопряжены с G-белком. Они смогли пролить свет на то, как клеткам организма удается воспринимать окружающую среду, как функционируют сопряженные с G-белком рецепторы человека. Исследование ученых помогло раскрыть тайну адаптации клетки к различным условиям, а также связь между получением сигналов рецепторами и выработкой адреналина и других гормонов. Кобилка и Лефковиц полагали, что каждая клетка снабжена рядом рецепторов, которые принимают сигналы от гормонов, однако как выглядят эти рецепторы и из чего состоят, никто описать не мог. В 1968 году Лефковиц с помощью опытов с радиоактивным изотопом йода обнаружил на клетках рецепторы, среди которых был и адренорецептор – «датчик», принимающий информацию, переносимую адреналином по организму. С помощью команды талантливых ученых Лефковиц смог выделить рецептор из стенки клетки, что позволило подробнее его изучить, а также описать принцип его работы. Кобилка, который пришел в группу Лефковица несколько позже, открыл ген, который кодирует клеточные рецепторы. Более того, в 2011 году Кобилка совершил еще одно сенсационное открытие, сфотографировав β-адренорецептор в тот момент, когда происходила его активация и передача информации с помощью гормона в клетку.
Подведя итоги, можно сказать, что решения Нобелевского комитета в 2013 году отличаются незаурядностью, и предсказать потенциальных победителей в своей номинации было действительно сложно. На момент написания статьи еще не назван лауреат Нобелевской премии за содействие в установлении мира во всем мире, однако, по оценкам многих экспертов, главным претендентом является пакистанская правозащитница Малала Юсафзай, которая борется за право получения исламскими женщинами полноценного образования.
Комментарии читателей Оставить комментарий
Очень печально то, что российских ученых нет в списке лауреатов премии. Господин Миронов объясняет это так - министр образования и науки Дмитрий Ливанов рассказывал депутатам Госдумы на «правительственном часе» о своей работе. Наша оценка – неудовлетворительно. Результаты очередной «нобелевской недели» красноречиво ее подтвердили. То, что делают Ливанов и компания с российской наукой, разрушает надежды на то, что в обозримом будущем самую престижную научную премию получит работающий в нашей стране ученый. Я не сомневаюсь в таланте российских исследователей. И я очень бы хотел, чтобы этот талант находил применение в России. А главное препятствие к этому на сегодняшний день – министр Ливанов.
Опять евреи на высоте. Ну как не позавидовать народу с таким количеством талантов.
вот пакистанской правозащитнице за образование обещают дать,кому то за открытия а нашим лауреатам сахарову и горбачёву за развал своего же государства......такой орден плохиша!