Нобелевские премии 2021 - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Нобелевские премии 2021

От хаоса – к порядку

Шведская королевская академия наук присудила премию по физике этого года в двух частях. Одну половину награды за новаторский вклад в наше понимание сложных физических систем разделят между собой Шукуро Манабе из Принстонского университета, США, и Клаус Хассельман из Института метеорологии Макса Планка в Гамбурге, Германия. Согласно формулировке Нобелевского комитета по физике, они награждаются «за физическое моделирование климата Земли, количественное выражение изменчивости и надежное предсказание глобального потепления». Вторую половину премии получит итальянский физик Джорджио Париси из Университета Сапиенца в Риме «за открытие взаимодействия беспорядка и флуктуаций в физических системах в масштабах от атомарного до планетарного». Все трое изучали хаотические и кажущиеся случайными феномены. Сложные системы характеризуются хаотичностью и беспорядком, они трудны для понимания. Но лауреаты-физики этого года предложили новые методы описания таких систем и предсказали их поведение в долгосрочной перспективе.

Жизненно важной для человечества сложной системой является климат нашей планеты. Шукуро Манабе показал, как повышение уровня углекислого газа в атмосфере привело к повышению температур на поверхности Земли. Он был первым, кто изучал взаимодействие между радиационным балансом, то есть разницей между поглощенной и излученной с поверхности Земли радиацией, и вертикальным перемещением воздушных масс. Эта работа заложила основы для создания современных климатических моделей, которые, как подчеркнул член Нобелевского комитета по физике Горан Ханссон, «держатся на известных законах физики и хорошо обоснованы». Клаус Хассельман создал модель, связывающую между собой погоду и климат, и разработал методы обнаружения специфических сигналов, указывающих на природу наблюдаемых климатических изменений: природные феномены и человеческая активность оставляют разные «следы». Джорджио Париси открыл скрытые свойства в материалах с неупорядоченной структурой, и эти исследования сделали возможным понимание и описание самых разных материалов, а также феноменов, причем не только в физике, но и в таких областях, как математика, биология, нейронауки и машинное обучение.

Молекулы из Зазеркалья

Нобелевскую премию по химии получат создатели асимметричного органокатализа.

Награда присуждена Беньямину Листу из Института исследования угля Макса Планка в Мюльхайме на Руре, Германия, и Дэвиду Макмиллану из Принстонского университета, США, «за развитие асимметричного органокатализа». Это новый инструмент в арсенале химиков, занимающихся конструированием молекул. Асимметричный органокатализ использует в качестве катализаторов не ферменты и металлы, а небольшие органические молекулы, такие как аминокислоты, например, пролин. Помимо прочих преимуществ, такой подход минимизирует влияние синтетического производства на окружающую среду. А для фармацевтики важно то, что с помощью асимметричного органокатализа можно получать зеркальные формы молекул, каждая из которых обладает своим физиологическим эффектом. В ходе пресс-конференции Нобелевского комитета по химии был приведен пример природного углеводорода лимонена, который в зависимости от пространственной конфигурации молекулы пахнет по-разному: одна форма – лимоном, ее зеркальное отражение – апельсином. Пространственная конфигурация соединения важна при создании лекарств, катализ с использованием малых органических молекул позволяет получать желаемую зеркальную форму.

Беньямин Лист и Дэвид Макмиллан открыли и продемонстрировали асимметричный органокатализ в 2000 году независимо друг от друга. «Эта концепция катализа столь проста, сколь и изобретательна, и многие люди были удивлены, как мы не додумались до этого раньше», – говорит Йохан Эквист из Нобелевского комитета по химии. Органический катализатор имеет стабильный углеродный скелет, к которому могут прикрепляться активные химические группы. Эти группы часто содержат распространенные элементы, такие как кислород, азот, сера или фосфор. А это означает, что такие катализаторы экологически безвредны и недороги в производстве. Органокатализ начал набирать обороты в 2000-х годах. Лист и Макмиллан остаются лидерами в этой области, и они показали, что этот вид катализа может быть использован для проведения множества химических реакций, благодаря которым ученые сейчас могут эффективно конструировать что угодно – от новых фармацевтических препаратов до молекул, которые фиксируют световое излучение в солнечных батареях. «Польза органокатализа для человечества огромна», – отмечает Нобелевский комитет. Беньямин Лист и Дэвид Макмиллан – ровесники, оба родились в 1968 году, один – во Франкфурте, а другой – в Беллсхилле, Шотландия.

Марина Аствацатурян

 

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2