Нобелевские комитеты объявили имена лауреатов нобелевской премии по трем «техническим» дисциплинам. Впереди — гуманитарные направления и экономика. Пока «лирики» ожидают решения, «Хайтек» рассказывает, кому из «физиков» и за что досталась одна из самых престижных научных наград в мире.
Ежегодный Нобелевский сезон открыт. Нобелевские комитеты Швеции и Норвегии со 2 октября ежедневно оглашают принятое решение, отмечая новаторский вклад исследователей и организаций в определенной сфере. Ежегодно присуждается шасть премий. Они отмечают выдающиеся заслуги в области физиологии или медицины, физики, химии, литературе, миротворческой деятельности и экономике.
Нобелевские комитеты уже огласили список победителей по трем направлениям: стали известны результаты в области медицины, физики и химии.
Что такое Нобелевская премия?
Нобелевская премия вручается в соответствии с завещанием Альфреда Нобеля тем, «кто в течение предыдущего года принес наибольшую пользу человечеству». Последняя воля шведского инженера и бизнесмена предполагала вручение премий за исследования и открытия, которые нашли практическое применение, только по пяти направлениям.
Шестая премия — премия по экономике — технически не является нобелевской. Ее учредил и профинансировал в 1968 году в честь своего 300-летия Sveriges Riksbank (центральный банк Швеции). Но в соответствии с решением правления банка размер премии приравнивается к нобелевской, а определение победителей делегировано Шведскому нобелевскому комитету.
Поэтому Премию Шведского национального банка по экономическим наукам памяти Альфреда Нобеля часто называют шестой нобелевской премией. Но это расширение стало последним, несмотря на различные предложения новых областей (например, премии в области компьютерных наук или астрофизики) организаторы решили, что других премий не будет.
Согласно завещанию Альберта Нобеля, большую часть его активов продал, а деньги вложили в ценные активы. Фонд премии формируется из процентов от инвестирования. Годовые доходы делятся на пять равных частей, каждая из которых идет на финансирование отдельной премии.
Нобелевскую премию в каждой области присуждают одной или двум работам, но общее число лауреатов не должно превышать трех. Если лауреатов несколько, премия сначала делится поровну между работами, а потом поровну между их авторами. Если награждаются два разных открытия, одно из которых сделали два исследователя, они получают по четверти премии. А если награждается одна работа, которую сделали двое или трое, все получают поровну.
Премия в области физиологии или медицины
Кому?
- Каталин Карико (Katalin Karikó), биохимик из Сегедского университета, Венгрия, адъюнкт-профессор Пенсильванского университета, США.
- Дрю Вайсман (Drew Weissman), профессор Пенсельванского университета, США.
Премия вручается в равных долях.
За что?
За открытия, касающиеся модификаций нуклеозидных оснований, которые позволили разработать эффективные мРНК-вакцины против COVID-19.
Нобелевская ассамблея Каролинского института
В чем суть исследований?
В процессе транскрипции в клетках генетическая информация, закодированная в ДНК, передается на матричную РНК (мРНК), которая используется в качестве основы для производства определенного белка. Еще в 1980-е годы были разработаны методы получения мРНК с заданной последовательностью нуклеотидов без живых клеток. Искусственные молекулы рассматривали в качестве потенциального метода лечения — при введении в клетки они могли запускать синтез определенных белков, но на пути к применению такой терапии было много препятствий.
Каталин Карико и Дрю Вайсман исследовали, каким образом искусственные молекулы мРНК можно применять для терапии различных заболеваний и вакцинации. Исследователи изучали дендритные клетки, которые играют важную роль в формировании иммунного отклика, связанного с врожденным или приобретенным иммунитетом.
Ученые заметили, что дендритные клетки распознают транскрибируемую мРНК, произведенную вне клеток, как чужеродное вещество, что приводит к активации иммунитета и высвобождению воспалительных сигнальных молекул. При этом мРНК из клеток млекопитающих не вызывала такой же реакции. Изучая различия в молекулах, ученые показали, что химические модификации в мРНК, характерные для живых клеток, отвечают за отсутствие нежелательной воспалительной реакции.
Создав различные варианты мРНК с уникальными химическими изменениями в основаниях, ученые добились того, чтобы нежелательная воспалительная реакция практически исчезла. Это открытие изменило парадигму в представлении ученых о том, как клетки распознают различные формы мРНК и реагируют на них. Дальнейший анализ взаимодействия нуклеотидов и иммунных клеток проложил путь для разработки методов лечения, основанных на внедрении в клетки мРНК.
Первые результаты исследований ученые опубликовали в 2005 году, а во время пандемии COVID-19 они прошли проверку «боем». Помимо вакцинации терапия на основе мРНК разрабатывается для лечения онкологических и ряда других заболеваний.
Нобелевская премия по физике
Кому?
- Пьер Агостини (Pierre Agostini), профессор физики Университета штата Огайо, США.
- Ференц Краус (Ferenc Krausz), директор Института квантовой оптики Общества Макса Планка и профессор Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана, Германия.
- Анна Л’Юилье, профессор Лундского университета, Швеция.
Премия вручается в равных долях.
За что?
За экспериментальные методы, генерирующие аттосекундные импульсы света для изучения динамики электронов в веществе.
Шведская королевская академия наук
В чем суть исследований?
В мире электронов изменения происходят за несколько десятых долей аттосекунды (10-18 секунды). Эксперименты, которые проводили исследователи, дали человечеству новые инструменты для исследования мира этих частиц внутри атомов и молекул. Физики продемонстрировали способ создания чрезвычайно коротких импульсов света, которые подходят для измерения быстрых изменений электронов.
В 1987 году Анна Л’Юилье обнаружила, что множество обертонов света возникает, когда она пропускает инфракрасный лазерный свет через инертный газ. Каждый обертон представляет собой световую волну с заданным количеством циклов для каждого лазерного луча. Они вызваны взаимодействием света с атомами газа; лазер дает электронам дополнительную энергию, которая излучается в виде света. Это открытие заложило основу для будущих исследований.
В 2001 году Пьеру Агостини впервые сгенерировал световые импульсы в аттосекундном диапазоне и исследовал серию последовательных световых импульсов, каждый из которых длился всего 250 аттосекунд. В том же году Ференц Краус работал над экспериментом другого типа, который позволял выделить одиночный световой импульс длительностью 650 аттосекунд.
Результаты исследований открыли новое направление — аттофизику, в которой можно визуализировать и изучать сверхбыстрые явления. Открытие применяется в разных областях от визуализации молекул в биомедицине, до оценки скорости туннелирования электронов в полупроводниках для создания новых материалов в микроэлектронике.
Нобелевская премия по химии
Кому?
- Мунги Бавенди (Moungi Bawendi), профессор Массачусетского технологического института, США.
- Луис Брус (Louis E. Brus), профессор Колумбийского университета, США.
- Алексей Екимов (Alexei Ekimov), ранее главный научный сотрудник компании Nanocrystals Technology, США, в прошлом работал в Физико-техническом институте имени А. Ф. Иоффе и Государственном оптическом институте имени С. И. Вавилова, Санкт-Петербург, Россия.
За что?
За открытие и синтез квантовых точек.
Шведская королевская академия наук
В чем суть исследований?
Лауреаты Нобелевской премии по химии создали настолько маленькие частицы, что их свойства определяются квантовыми явлениями. Частицы, называемые квантовыми точками, применяются в нанотехнологиях и микроэлектроники.
В начале 1980-х годов Алексей Екимов создал размерно-зависимые квантовые эффекты в цветном стекле. Цвет исходил от наночастиц хлорида меди, и Екимов продемонстрировал, что размер частиц влияет на цвет стекла посредством квантовых эффектов.
Несколько лет спустя Луи Брюс стал первым ученым в мире, доказавшим размерно-зависимые квантовые эффекты в частицах, свободно плавающих в жидкости.
В 1993 году Мунги Бавенди совершил революцию в химическом производстве квантовых точек, в результате чего появились почти идеальные частицы. Такое высокое качество было необходимо для их использования в приложениях.
Квантовые точки теперь используются в компьютерных мониторах и экранах телевизоров на основе технологии QLED. Они также применяются в некоторых светодиодных лампах, а биохимики и врачи используют их для картирования биологических тканей
Что получают лауреаты?
Официальная церемония награждения всех лауреатов пройдет 10 декабря, в день смерти Альфреда Нобеля, в Стокгольме. Приз по каждому направлению составит 11 млн шведских крон или около $990 тыс.
Помимо денежного приза Нобелевские лауреаты получают из рук короля Швеции медаль и специальный диплом. Каждый диплом уникально разработан учреждениями, присуждающими премии, для лауреатов, которые их получают. Диплом содержит изображение и текст на шведском языке, в котором указывается имя лауреата и ссылка на то, почему он получил приз.
Читать далее
Акулы жили в пруду на поле для гольфа 20 лет, а затем исчезли: ученые рассказали, как это вышло
Ученые объяснили, почему пожилым людям стоит пить кофе
На обложке: Osama Shukir Muhammed Amin FRCP(Glasg), CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons