Нобелівські премії 2021

44

від хаосу — до порядку

Шведська королівська академія наук присудила премію з фізики цього року в двох частинах. Одну половину нагороди за новаторський внесок у наше розуміння складних фізичних систем розділять між собою шукуро манабе з прінстонського університету, сша, і клаус хассельман з інституту метеорології макса планка в гамбурзі, німеччина. Згідно з формулюванням нобелівського комітету з фізики, вони нагороджуються » за фізичне моделювання клімату землі, кількісне вираження мінливості і надійне передбачення глобального потепління». Другу половину премії отримає італійський фізик джорджіо парісі з університету сапієнца в римі » за відкриття взаємодії безладу і флуктуацій у фізичних системах в масштабах від атомарного до планетарного». Всі троє вивчали хаотичні і здаються випадковими феномени. Складні системи характеризуються хаотичністю і безладом, вони важкі для розуміння. Але лауреати-фізики цього року запропонували нові методи опису таких систем і передбачили їх поведінку в довгостроковій перспективі.

Життєво важливою для людства складною системою є клімат нашої планети. Шукуро манабе показав, як підвищення рівня вуглекислого газу в атмосфері призвело до підвищення температур на поверхні землі. Він був першим, хто вивчав взаємодію між радіаційним балансом, тобто різницею між поглиненої і випроміненої з поверхні землі радіацією, і вертикальним переміщенням повітряних мас. Ця робота заклала основи для створення сучасних кліматичних моделей, які, як підкреслив член нобелівського комітету з фізики горан ханссон, «тримаються на відомих законах фізики і добре обгрунтовані». Клаус хассельман створив модель, що зв’язує між собою погоду і клімат, і розробив методи виявлення специфічних сигналів, що вказують на природу спостережуваних кліматичних змін: природні феномени і людська активність залишають різні «сліди». Джорджіо парісі відкрив приховані властивості в матеріалах з невпорядкованою структурою, і ці дослідження зробили можливим розуміння і опис самих різних матеріалів, а також феноменів, причому не тільки в фізиці, але і в таких областях, як математика, біологія, нейронауки і машинне навчання.

Нобелівську премію з хімії отримають творці асиметричного органокаталізу.

Нагорода присуджена беньяміну лісту з інституту дослідження вугілля макса планка в мюльхаймі на рурі, німеччина, і девіду макміллану з прінстонського університету, сша, «за розвиток асиметричного органокаталізу». Це новий інструмент в арсеналі хіміків, що займаються конструюванням молекул. Асиметричний органокаталіз використовує в якості каталізаторів не ферменти і метали, а невеликі органічні молекули, такі як амінокислоти, наприклад, пролін. Крім інших переваг, такий підхід мінімізує вплив синтетичного виробництва на навколишнє середовище. А для фармацевтики важливо те, що за допомогою асиметричного органокаталізу можна отримувати дзеркальні форми молекул, кожна з яких володіє своїм фізіологічним ефектом. В ході прес-конференції нобелівського комітету з хімії був наведений приклад природного вуглеводню лімонена, який в залежності від просторової конфігурації молекули пахне по – різному: одна форма – лимоном, її дзеркальне відображення-апельсином. Просторова конфігурація сполуки важлива при створенні ліків, каталіз з використанням малих органічних молекул дозволяє отримувати бажану дзеркальну форму.

Беньямін ліст і девід макміллан відкрили і продемонстрували асиметричний органокаталіз в 2000 році незалежно один від одного. «ця концепція каталізу настільки проста, наскільки і винахідлива, і багато людей були здивовані, як ми не додумалися до цього раніше», — говорить йохан еквіст з нобелівського комітету з хімії. Органічний каталізатор має стабільний вуглецевий скелет, до якого можуть прикріплюватися активні хімічні групи. Ці групи часто містять поширені елементи, такі як кисень, азот, сірка або фосфор. А це означає, що такі каталізатори екологічно нешкідливі і недорогі у виробництві. Органокаталіз почав набирати обертів у 2000-х роках. Ліст і макміллан залишаються лідерами в цій галузі, і вони показали, що цей вид каталізу може бути використаний для проведення безлічі хімічних реакцій, завдяки яким вчені зараз можуть ефективно конструювати що завгодно – від нових фармацевтичних препаратів до молекул, які фіксують світлове випромінювання в сонячних батареях. «користь органокаталізу для людства величезна», — зазначає нобелівський комітет. Беньямін ліст і девід макміллан-ровесники, обидва народилися в 1968 році, один – у франкфурті, а інший – в беллсхіллі, шотландія.