научно-популярное приложение к газете "Голос Армении"
Menu

Нобелевская неделя-2015

Вручение Нобелевских премий состоится 10 декабря

С 5 по 12 октября проходило объявление лауреатов нобелевских премий этого года. Лента.ру рассказывает о победителях, их открытиях или изобретениях.

Физика

Нобелевскую премию по физике 2015 г. получат канадец Артур Макдоналд и японец Такааки Кадзита "за открытие нейтринных осцилляций, показывающих, что нейтрино имеют массу".

В СУЩЕСТВОВАНИИ НЕНУЛЕВОЙ МАССЫ У ЭТОЙ ЧАСТИЦЫ ФИЗИКИ  УВЕРЕНЫ ДАВНО, но решение Шведской Королевской академии наук  поставило точку в этом вопросе. Нейтрино возникли в физике элементарных частиц более 80 лет назад в ходе поисков решения двух задач ядерной физики: так называемой азотной катастрофы и описания непрерывного спектра электронов в бета-распаде. Первая проблема связана с тем, что ученые считали верной теорию Резерфорда, согласно которой атом состоит из протонов и электронов. Но они не знали о существовании нейтрона и полагали, что ядро атома азота состоит исключительно из протонов, поэтому опыт и теория давали различные значения спина ядра.

Вторая проблема - непрерывного спектра электронов в бета-распаде - связана с тем, что в опытах по бета-распаду энергии образующихся электронов изменялись непрерывным образом в отличие от, например, дискретного (прерывного) спектра альфа-частиц (ядер гелия-4). Две проблемы не давали покоя физикам, поскольку приводили к нарушению законов сохранения: импульса, момента импульса и энергии. Некоторые ученые (в частности, Нильс Бор) даже предполагали, что нужно пересмотреть энергетические основы физики и отказаться от законов сохранения. К счастью, этого не пришлось делать.

Всех успокоил швейцарский физик Вольфганг Паули. В 1930 г. он пишет: "Имеется возможность того, что в ядрах существуют электрически нейтральные частицы, которые я буду называть нейтронами и которые обладают спином 1/2. Масса нейтрона по порядку величины должна быть сравнимой с массой электрона и во всяком случае не более 0,01 массы протона. Непрерывный бета-спектр тогда стал бы понятным, если предположить, что при распаде вместе с электроном испускается еще и нейтрон, таким образом, что сумма энергий нейтрона и электрона остается постоянной". Нейтрон Паули оказался не тем нейтроном, который экспериментально открыл в 1932 г. британец Джеймс Чедвик, а теоретически предположили советский физик Дмитрий Иваненко и немец Вернер Гейзенберг. В 1933 г. Паули выступил на конгрессе в Брюсселе, где  подробно рассказал о своей идее, "спасшей" закон сохранения энергии.

НАЗВАНИЕ "НЕЙТРИНО" ДАЛ  ЭНРИКО ФЕРМИ, СОЗДАВШИЙ ПЕРВУЮ количественную теорию бета-распада. В ней описывалось взаимодействие четырех частиц: протона, нейтрона, электрона и нейтрино. Нейтрино в теории Ферми не содержится в атомном ядре, как полагал Паули, а вылетает из него вместе с электроном в результате бета-распада. Ферми считал нейтрино нейтральной частицей легче электрона или даже с массой, равной нулю. Однако его теория была неперенормируемой. Только после введения новых частиц  - промежуточных векторных бозонов - и создания электрослабой теории, объединяющей слабые и электромагнитные взаимодействия, все свойства нейтрино получили непротиворечивое теоретическое обоснование. Нейтрино стали основными маркерами слабого взаимодействия.

С нейтрино связано много тайн, скандалов и известных открытий, а говорить о ней можно долго. Итальянец Этторе Майорана бесследно исчез во время плавания из Неаполя в Палермо, а Исаак Померанчук, ученик  Льва Ландау, считал создание  теории двухкомпонентного нейтрино (над ней также работали Ли Цзундао, Янг Чжэньнин и Абдус Салам) вершиной научного творчества своего учителя.

В 2011 г. коллаборация OPERA  объявила об обнаружении сверхсветовых нейтрино. Позднее ученые признали это ошибкой. Не обошли вниманием нейтрино и писатели. В романе Станислава Лема "Солярис" описывались разумные существа из нейтрино.

Каждое открытие, связанное с нейтрино, отмечается вниманием Нобелевского комитета. Все развитие физики элементарных частиц в XX в.  связано с этой частицей, но о ней известно чрезвычайно мало - меньше нее изучен только бозон Хиггса. За 85 лет  исследований нейтрино так и не удалось определить ее массу, а непрозрачность ее свойств позволила физикам связать дальнейший прогресс в науке с прогнозированием потенциальных свойств этой частицы.Нобелевскую премию по физике 2015 г. получат канадец Артур Макдоналд и японец Такааки Кадзита

КАНАДСКИЙ ФИЗИК АРТУР МАКДОНАЛД (РОДИЛСЯ В 1943 ГОДУ) ЯВЛЯЕТСЯ директором нейтринной обсерватории в Сандбери, предназначенной для поиска солнечных нейтрино. Японец Такааки Кадзита (родился в 1959 году) руководил экспериментом Super-Kamiokande, предназначенном для поиска атмосферных нейтрино. Исследования ученых доказали реальность нейтринных осцилляций.

Нейтринные осцилляции (превращения трех типов нейтрино друг в друга) могут возникать только в случае ненулевой массы частиц, а также важны для решения проблемы солнечных нейтрино - недостаточного (по сравнению с теоретическими расчетами) количества электронных нейтрино, достигающих Земли от светила. В природе нейтрино распространены так же широко, как и фотоны, - кванты электромагнитного поля. Нейтрино образуются в недрах Солнца (солнечные нейтрино) и других звезд при ядерных реакциях и в результате распадов пионов и каонов в верхних слоях атмосферы Земли под влиянием космического излучения (атмосферные нейтрино).

В физике элементарных частиц все нейтрино относятся к классу лептонов (бесструктурных частиц) и участвуют в электрослабом и гравитационном взаимодействии. Всего различают три типа нейтрино: электронное, мюонное и тау-нейтрино.

Химия

Нобелевскую премию по химии  2015 г. получат швед Томас Линдал, американец Пол Модрич и турок Азиз Санджар.  Независимо друг от друга они описали и объяснили механизмы, с помощью которых клетки "чинят" свою ДНК и защищают генетическую информацию от повреждений.

Нобелевскую премию по химии  2015 г. получат швед Томас Линдал, американец Пол Модрич и турок Азиз СанджарВ 1960-е гг. НАУЧНОЕ СООБЩЕСТВО БЫЛО УВЕРЕНО, ЧТО МОЛЕКУЛЫ ДНК очень прочные и практически не меняются на протяжении  жизни организмов. Биохимик Томас Линдал (родился в 1938 году), работая в Каролинском институте, показал, что в работе ДНК постоянно накапливаются дефекты, следовательно, должны существовать естественные механизмы "починки" молекул. В 1974 г. Линдал нашел фермент,  убирающий из ДНК поврежденные кусочки цитозина. В 1980-90-е гг. Линдал, к тому времени переехавший в Великобританию, описал работу гликозилаз (группы ферментов, работающих на первом этапе ремонта ДНК) и смог воспроизвести этот процесс (эксцизионная репарация) в лабораторных условиях.

Азиз Санджар родился в 1946 г. в Турции. Став врачом,  он начал  работать в селе, потом заинтересовался биохимией. Его поразило, что бактерии, получив смертельно опасную дозу ультрафиолета,  быстро восстанавливаются после облучения синим светом в видимом диапазоне. Уже в США, в техасской лаборатории Санджар, определил и  клонировал ген фермента, отвечающего за устранение ущерба от ультрафиолета (фотолиазы). В 1970-е гг. это открытие не вызвало интереса. Санджару пришлось пойти простым лаборантом в медицинскую лабораторию Йеля, где он описал вторую систему клеточного ремонта после облучения ультрафиолетом. В отличие от фотолиазы, она функционирует в условиях темноты. В конце 1980-х Санджар получил  должность в Университете  Северной Каролины и изучал общее и различия в  починке ДНК бактерий и человека.

Пол Модрич (родился в 1946 г. в США) нашел способ, с помощью которого клетки исправляют ошибки в ДНК в процессе деления. Эта система обнаружения и репарации вставок, пропусков и ошибочных спариваний нуклеотидов, возникающих в процессе репликации и рекомбинации ДНК, позволяет снизить вероятность ошибок примерно с десяти в минус восьмой до десяти в минус девятой степени.  Модрич работает в Университете Дьюка и является научным сотрудником Медицинского института Говарда Хьюза.

Медицина и физиология

Нобелевской премии по медицине и физиологии за 2015 г. удостоились американский паразитолог Уильям Кемпбелл и японский микробиолог Сатоси Омура. Вторую половину премии получил китайский врач, специалист по народной медицине Юю Ту.

ЛАУРЕАТЫ 2015 г. УДОСТОИЛИСЬ ЭТОЙ ЧЕСТИ ЗА НОВЫЕ СРЕДСТВА лечения болезней человека, вызываемых паразитическими организмами. Сатоси Омура искал новые штаммы бактерий  в почвах Японии, отбирая наиболее перспективные биоактивные компоненты. Паразитолог Уильям Кемпбелл приобрел культивированные Омурой бактерии и выяснил, что одна из них (Streptomycesavermitilis) крайне эффективна против паразитов людей и животных. На основе биоактивного вещества этих микроорганизмов ученые создали препарат авермектин, а затем и более эффективный ивермектин. Благодаря этим лекарствам удалось нанести мощный удар по двум тяжелым заболеваниям - онхоцеркозу (речной слепоте) и слоновой болезни.

Уильям Кемпбелл, Юю Ту и Сатоси Омура Китаянка Юю Ту начала свою работу  в конце 1960-х гг. , когда  Китай помогал Северному Вьетнаму бороться с США, а малярия была одной из главных причин смертности на фронте. По  просьбе Хо Ши Мина Мао Цзэдун создал секретный проект по поиску нового лекарства, так как традиционные способы борьбы с малярией  оказались  не столь эффективны. Юю Ту была назначена главой отдела, который занимался народными средствами лечения. Она собрала 240 традиционных рецептов и испытала их на лабораторных мышах. Наиболее эффективным оказался экстракт растения Artemisiaannua (полынь однолетняя), который содержит вещество артемизинин. Именно он, убивая малярийных паразитов на ранней стадии их развития, стал основным современным антималярийным препаратом.

10 декабря 2015 г. в Стокгольме, в день смерти Альфреда Нобеля, состоится официальная церемония вручения премий. Премии лауреатам вручит король Швеции Карл XVI Густав.

Опубликовано в Взгляд
Прочитано 1056 раз
Оцените материал
(0 голосов)
Другие материалы в этой категории: « ИССЯКАЮЩИЙ РОДНИК ЦВЕТ КОРОЛЕВСКОЙ КРОВИ »

Оставить комментарий

Убедитесь, что вы вводите (*) необходимую информацию, где нужно
HTML-коды запрещены

Наверх