A tudományos Nobel-díjak mögötti kutatások és felfedezések eredményei mindig kihatnak a hétköznapi életünkre. Elmagyarázzuk, hogy a 2022-es díjazottak mit tesznek hozzá a jövőnkhöz.
HIRDETÉSA Nobel-díjasokat már pusztán azért tiszteljük, mert Nobel-díjasok, és mert van valami sejtésünk arról, hogy valami olyat tettek, ami markáns hatással van az életünkre. Megpróbáljuk elmagyarázni, hogy az idei fizikai és kémiai Nobel-díjak mögötti kutatómunka és az abból fakadó eredmények hogyan befolyásolják a jövőnket.
Fizikai Nobel-díj: A természet "kísértetiesebb", mint gondoltuk
John Clauser, Alain Aspect és Anton Zeilinger közösen kapták meg az idei fizikai Nobel-díjat a kvantummechanikával kapcsolatos független munkájukért. Mindhárman fotonösszefonódással kapcsolatos kísérleteket folytattak, azaz két olyan szubatomi fényrészecske (szubatomi részecskének nevezzük az atom összetevőit, azaz a nukleonokat és az elektronokat, illetve ezek rokonait) viselkedését vizsgálták, melyek akkor is egységként viselkednek, ha fizikailag nem kapcsolódnak egymáshoz, és nagy távolság választja el őket egymástól. Az elmélet szerint a két részecske egyikével történő események befolyásolják a másikkal történő eseményeket abban az esetben is, ha nincsenek együtt. A jelenség már Albert Einstein oldalát is fúrta, és el is nevezte "kísérteties távoli kölcsönhatásnak".
A kvantumösszefonódást elméletileg már az 1960-as években kidolgozta John Stewart Bell északír fizikus, de Clauser, Aspect és Zeilinger kísérletei előtt nem sikerült bizonyítani a jelenséget – most viszont már azt is tudjuk, hogy a hasznunkra fordítható.
A kvantummechanika fájóan elvontnak és a mindennapi életünktől távolinak hangzik, miközben sokkal közelebb van hozzá, mint gondolnánk.
A díjazott fizikusok fotonösszefonódással kapcsolatos kutatásai felhasználhatóak a kvantumszámítógépeknél, ugyanis elősegíthetik, hogy a mesterséges intelligenciát olyan összetett problémák megoldására használjuk, mint a globális éhezés vagy az éghajlati válság, ezen túl pedig titkosítási eljárásokat „adhat a kezünkbe”, ami megnehezíti, hogy illetéktelenek feltörjenek egy privát kommunikációs csatornát.
Kémiai Nobel-díj: A molekulák Lego-kockákhoz hasonló összekapcsolásának módja
Az idei kémiai Nobel-díjat Carolyn Bertozzi, Morten Meldal és Barry Sharpless tudósok kapták, ugyanis kutatásaik során olyan reakciókat fedeztek fel, amelyek segítségével a molekulák Lego-darabkákhoz hasonlóan összeilleszthetők. Miként a Lego-kockákból nagyjából bármit megépíthetünk, úgy ezekkel a reakciókkal új vegyületeket hozhatunk létre.
A „klikk-kémia” a molekulák összekapcsolódásának módját vizsgáló tudományterület, ami egész egyszerűen hangzik, miközben egyáltalán nem az. Olyan területről van szó, ahol a molekuláris építőelemek gyorsan és hatékonyan kell, hogy összekapcsolódjanak.
Barry Sharpless (aki egyébként most kapta meg a második kémiai Nobel-díját) az ezredforduló környékén fektette le a kémia akkor új formájának alapjait, és kreálta a „klikk-kémia” elnevezést. A molekulák összekapcsolása bonyolult művelet, a klikkek, vagyis a csatlakozások közben nagyon gyorsak és megbízhatóak, és ami fontos: nem keletkeznek nemkívánatos melléktermékek, mivel a reakciók nem káros oldószerekben, hanem vízben zajlanak.
Nem sokkal később Meldal és Sharpless egymástól függetlenül felfedezték a rézkatalizált azid-alkin-cikloaddíciót. Bár ebből egy átlag ember nem sokat ért, ami lényeges, hogy ma már széles körben alkalmazzák a kémiában, sőt: a szintetikus kémia saját ágát hozta létre.
A Svéd Királyi Tudományos Akadémia szerint Bertozzi „új szintre emelte a klikk-kémiát", amikor 2004-ben kifejlesztette az élő szervezetekben működő efféle reakciókat, melyeket „bioortogonális reakcióknak” nevezett. Lényegük, hogy ezek a sejt normál biokémiájának megzavarása nélkül zajlanak, és így
- betekintést nyújtottak a daganatos sejtek működésébe,
- és hogy azok miként fejlődnek és kerülik ki az immunrendszerünket,
- és hogy hogyan tudjuk nyomon követni őket.
A klikk-kémia másik forradalmi jelentősége, hogy környezetbarát, hogy nem termel káros hulladékot, amit csak drágán és nehezen lehet megsemmisíteni.
A rákkutatáson és -kezelésen túl a klikk-kémiát antimikrobiális szerek, illetve gyomirtók, diagnosztikai tesztek, korróziógátlók és világosító szerek előállítására is használták már. Bertozzi a Nobel-díj történetében a nyolcadik nő, aki kémiai díjat kap: olyanokhoz csatlakozik, mint Marie Curie, Dorothy Crowfoot Hodgkin és Ada E Yonath.