NOBELOVE NAGRADE 2025.

ZA FIZIKU, ZA FIZIOLOGIJU I MEDICINU I ZA HEMIJU

Nobelova nagrada se dodeljuje krajem svake godine pojedincima ili grupama za velika dostignuća u nauci i na poljima javnog delovanja. Nagrada nosi ime po Alfredu Nobelu, švedskom industrijalcu i tvorcu dinamita koji je 27. decembra 1895. u Švedsko-norveškom klubu u Parizu najavio osnivanje fonda iz kojeg bi se dodeljivala nagrade. Inače, sam Nobel je bio zaprepašćen načinom na koji su ljudi upotrebljavali njegov izum - dinamit, gde i leži razlog njegove odluke da se nagrade dodeljuju samop onima koji svojim dostignućima doprinose čovečanstvu. Prva svečanost dodele Nobelovih nagrada (za književnost, fiziku, hemiju i medicinu) održana je u Kraljevskoj Muzičkoj akademiji u Stokholmu, 1901. godine. Od 1902. godine nagrade formalno dodeljuje kralj Švedske. Nagrade se dodeljuju jednom godišnje, na svečanosti koja se održava 10. decembra, na dan kada je umro Alfred Nobel. Imena dobitnika nagrada se objavljuju već u septembru, od strane različitih ustanova povezanih sa Švedskom akademijom. Iznos svake pojedinačne nagrade je oko million evra. Dodeljuju se za: fiziku, hemiju, fiziologiju/ medicinu, kniževnost, mir i ekonomiju.

FIZIKA

Kvantna priroda sistema

Nobelovu nagradu za fiziku za 2025. godinu dobili su trojica naučnika: Britanac Džon Klark (Univerzitet Kalifornije, Berkli, SAD), Amerikanac Džon M. Martinis (Univerzitet Kalifornije, Santa Barbara, SAD) i Francuz Mišel H. Devore (Univerzitet Jejl, Nju Hejven, Konektikat i Univerzitet Kalifornije, Santa Barbara, SAD) za doprinos kvantnoj mehanici. U pitanju je otkriće makroskopskog kvantno-mehaničkog tunelovanja (tunel-efekta) i kvantizacije energije u električnom kolu. „Ne postoji napredna tehnologija koja se danas koristi a da se ne oslanja na kvantnu mehaniku, poput mobilnih telefona, kamera... i optičkih kablova“, piše u obrazloženju Nobelovog komiteta. „Jedno od ključnih pitanja u fizici jeste kolika može biti maksimalna veličina sistema koji može pokazivati kvantno-mehaničke efekte“.

Ovogodišnji dobitnici Nobelove nagrade izveli su eksperimente sa električnim kolima u kojima su demonstrirali kvantno-mehaničko tunelovanje i kvantizovane energetske nivoe u sistemu veličine koji može da stane u ruku. Nagrada je dodeljena za eksperimente iz 1980-ih godina, koji su pokazali da se kvantno tunelovanje može posmatrati i na makroskopskom nivou, uključujući više čestica, korišćenjem superprovodnika. Ovo znači da se narušavaju pojedini zakoni klasične fizike koje smo učili u školama. Dobitnici nagrade su pokazali da, kada elektron u električnom kolu dođe na raskrsnicu gde može da se kreće u dva različita pravca, on u stvari odlazi u oba ta pravca u isto vreme. To je fenomen kvantne superpozicije, tj. stanje čestica u kome one postoje na više mesta u isto vreme. Klasična fizika bi tu predvidela da elektron ide ili u jednom ili u drugom pravcu - a ne u oba pravca u isto vreme.

Džon Klark, Džon M. Martinis i Mišel H. Devore izveli su 1984-te i 1985-te godine seriju eksperimenata sa elektronskim kolom napravljenim od superprovodnika, komponenti koje mogu provoditi struju bez električnog otpora. U kolu su superprovodivi delovi bili razdvojeni tankim slojem neprovodivog materijala, u postavci poznatoj kao Džozefsonova spojnica. Zajedno, naelektrisane čestice koje se kreću kroz superprovodnik činile su sistem koji se ponašao kao da su one jedna jedinstvena čestica koja ispunjava celo kolo. Ovaj makroskopski sistem u početku je u stanju u kojem struja teče bez napona. Sistem je zarobljen u ovom stanju, kao da je iza barijere koju ne može da prevaziđe. U eksperimentu, sistem demonstrira svoju kvantnu prirodu tako što uspeva da pobegne iz stanja nultog napona kroz tunelovanje. Promena stanja sistema se detektuje pojavom napona. Laureati su uspeli da pokažu da se sistem ponaša kako je predviđeno kvantnom mehanikom - apsorbuje ili emituje samo određene količine (kvante) energije.
Ovi eksperimenti su sada baza kvantnih kompjutera i drugih kvantnih tehnologija.
Ovogodišnja Nobelova nagrada za fiziku otvorila je vrata razvoju kvantnih tehnologija sledeće generacije, medju kojima su i kvantna kriptografija, kvantni računari i kvantni senzori.

Džon Klark

U svojoj prvoj izjavi nakon saznanja da je dobio nagradu, Klark nije krio iznenađenje, s obzirom da je od trenutka otkrića do danas prošlo skoro četiri decenije. Skromno je rekao da je on samo jedan od trojice zaslužnih i da je oduševljen činjenicom da se fenomen kojim su se bavili danas koristi u svakom kompjuteru i mobilnom telefonu.

Džon M. Martinis

Tokom doktorskih studija, zajedno sa svojim mentorom za doktorat Džonom Klarkom i Mišelom Devoreom, tadašnjim istraživačem na post-doktorskim  studijama,  istraživao je oblast za koju su ove godine dobili najprestižnije priznanje.

Mišel Devore

Tokom post-doktorskih studija, preselio u Berkli, u SAD, da bi radio sa Klarkom i Martinisom. Potom se nakratko vratio u Francusku, ali je od 2002. na Univerzitetu Jejl, a 2024. godine prešao je na Univerzitet Santa Barbara u Kaliforniji. Devore je, uz fakultetsku karijeru, veoma angažovan u Guglu gde predvodi “Kvantum tim za veštačku inteligenciju” i glavni je naučnik za kvantni hardver. Poznat je po razvoju različitih superprovodnih kvantnih računarskih arhitektura, uključujućih kvantronijum, transmonijum i foluksonijum.

ZA FIZIOLOGIJU I MEDICINU

Čuvari imunog sistema

Nobelovu nagradu za medicinu i fuziologiju dobili su: američki molekularni biolog i imunolog Meri Brunkov, iz Sijetla, američki imunolog Fred Ramsdel, i japanski imunolog, profesor Univerziteta u Osaki i profesor emeritus Univerziteta u Kjotu Šimon Sakaguči - za otkrića u oblasti periferne imunološke tolerancije. „Njihova otkrića su bila presudna za razumevanje kako funkcioniše imuni sistem i zašto svi ne razvijamo ozbiljne autoimune bolesti“, navedeno je u izveštaju Nobelovog komiteta.

Ovo istraživanje je ključno za razumevanje mehanizama koji štite imuni sistem od povređivanja sopstvenih tkiva. Imuni sistem ima mogućnost da se brani od velikog broja virusa; ali, u tom procesu stvaraju se bela krvna zrnca koja mogu da napadnu naše telo. U nauci se zna da su neka od ovih problematičnih belih krvnih zrnaca uništena u timusu, organu smeštenom u prednjem gornjem delu grudnog koša, gde bela krvna zrnca sazrevaju. Naučnici su Nobelovu nagradu ove godine dobili za istraživanje rada T-ćelija, koje su ujedno i čuvari imunog sistema i putuju telom da bi „razoružale“ sve druge imune ćelije koje napadaju telo. Ovaj proces ne uspeva kod autoimunih bolesti poput dijabetesa tipa 1, multiple skleroze i artritisa. „Njihova otkrića su postavila temelje za novo polje istraživanja i podstakla razvoj novih terapija, uključujući lečenje raka i autoimunih bolesti“, saopštili su iz Nobelovog komikteta.

Šimon Sakaguči

Šimon Sakaguči je japanski imunolog, profesor Univerziteta u Osaki i profesor emeritus Univerziteta u Kjotu. Diplomirao je medicinu 1976. godine na Medicinskom fakultetu Univerziteta u Kjotu, gde je i doktorirao 1982. Postdoktorska istraživanja obavljao je u SAD, na univerzitetima Džon Hopkins i Stanford od 1983. do 1987. godine. Kasnije je radio kao docent na Odelenju za imunologiju u Istraživačkom institutu „Skrips“, u San Dijegu. Po povratku u Japan 1991. godine radio je u Rikenu kao istraživač Japanske agencije za nauku i tehnologiju, da bi kasnije radio na Tokijskom metropolitanskom institutu. Tokom 1980-ih i 1990-ih godina Sakaguči je otkrio regulatorne T-ćelije, ranije nepoznatog podskupa T-ćelija, koje kontrolišu imune reakcije i sprečavaju druge T-ćelije da napadaju sopstvene ćelije tela i pomažu u održavanju imunološke tolerancije. On i drugi su kasnije nastavili rad da bi identifikovali gen koji je kontrolisao razvoj regulatornih T ćelija.

Meri Brunkov

Meri Elizabet Brunkov je diplomu osnovnih studija iz molekularne i ćelijske biologije stekla je na Univerzitetu u Vašingtonu 1983. godine, a doktorat iz molekularne biologije odbranila je na Univerzitetu Prinston. Radila je na industrijskim istraživanjima u oblasti Sijetla, u kompaniji Celltech R&D u Botelu, koja je razvijala lekove za autoimune bolesti kod kojih se imuni sistem bori protiv sopstvenih ćelija. Tu su ona i Fred Ramsdel obavili istraživanja koja su ih dovela do identifikacije FOXP3, za šta  su dobili Nobelovu nagradu. Identifikovali su gen odgovoran za bolest kod miševa i otkrili da je isti gen kod ljudi odgovoran za autoimunu bolest. Kao koautori rad su objavili 2001. godine u časopisu Nature Genetics. A Sakaguči i drugi otkrili su da je gen odgovoran za razvoj regulatornih T-ćelija koje kontrolišu imune reakcije tela sprečavajući druge T-ćelije da napadaju normalne ćelije. Genetska identifikacija FOXP3 pružila je molekularnu osnovu za razumevanje kako imuni sistem ograničava samoreaktivnost izvan timusa i katalizovala je opsežan rad na razvoju i funkciji regulatornih T-ćelija.

Fred Ramsdel

Frederik Džej Ramsdel je američki biolog i imunolog, savetnik u biotehnološkoj kompaniji Sonoma Biotherapeutics iz San Franciska. Studije je počeo na Futhil koledžu u Los Altos Hilsu (Kalifornija), a zatim se prebacio na Univerzitet Kalifornije, u San Dijegu, gde je diplomirao biohemiju i ćelijsku biologiju 1983. godine. Iste godine upisao je doktorske studije mikrobiologije i imunologije na Univerzitetu Kalifornije, u Los Anđelesu. Nakon što je doktorirao, radio je u biofarmaceutskoj kompaniji Imunex, gde je njegov istraživački fokus bio na aktivaciji i toleranciji T-ćelija i otkrivanju gena.
Godine 1994. pridružio se biotehnološkoj kompaniji Darvin Molecular, gde je sa Meri Brunkov pokrenuo imunološki program. Tu počinje njihova saradnja koja ih je dovela do Nobelove nagrade. Godine 2019. bio je suosnivač kompanije Sonoma Biotherapeutics u San Francisku, gde je obavljao funkciju glavnog naučnog direktora. Sada je predsednik naučnog savetodavnog odbora kompanije.

HEMIJA

Molekularna arhitektura

 Nobelova nagrada za hemiju za 2025. godinu dodeljena je trojici naučnika: Susumu Kitagavi, iz Japana, sa Kjoto univerziteta; Ričardu Robsonu, iz Australije, sa Univerziteta u Melburnu, i Omaru M. Jagiju, sa Univerziteta Berkli, u Kaliforniji - za razvoj metalno-organskih okvira. Ova trojica naučnika stvorili su molekularne konstrukcije sa velikim šupljinama kroz koje mogu da prolaze gasovi i druge hemikalije. Te konstrukcije, poznate kao metalno-organski okviri, mogu se koristiti za prikupljanje vode iz pustinjskog vazduha, hvatanje ugljen-dioksida, skladištenje toksičnih gasova... Njihov rad fokusiran je na to kako se molekuli mogu povezivati u strukture. Nobelov komitet je to nazvao „molekularna arhitektura“. Oni su otkrili kako graditi strukture sa velikim praznimana između molekula kroz koje mogu da prolaze gasovi i druge hemikalije. Susumu, Robinson i Jagi razvili su novi oblik molekularne arhitekture. U njihovim konstrukcijama, metalni joni funkcionišu kao temelji koji su povezani drugim organskim (na bazi ugljenika) molekulima. Zajedno, metalni joni i molekuli su organizovani tako da formiraju kristale koji sadrže velike šupljine. Ti porozni materijali se nazivaju metal-organski okviri (MOF).

Sve je počelo 1989. godine kada je Ričard Robson testirao korišćenje inheretnih svojstava atoma kombinujući pozitivno naelektrisane jone bakra sa četvorokrakim molekulom; ovaj je imao hemijsku grupu koja je privučena jonima bakra na kraju svakog kraka. Kada su spojeni, formirali su uređen prostran kristal, poput dijamanta ispunjenog bezbrojnim šupljinama.
Robson je odmah uočio potencijal svoje molekularne konstrukcije, ali je ona bila nestabilna i lako se urušavala. Međutim, Susumu Kitagava i Omar Jagi su ovom metodu izgradnje pružili čvrst temelj - između 1992. i 2003. godine su, odvojeno, napravili niz revolucionarnih otkrića. Kitagava je pokazao da gasovi mogu da teku u i iz konstrukcija i predvideo da se MOF-ovi mogu učiniti fleksibilnim. Jagi je uspeo da konstruiše veoma stabilan MOF (materijal) i pokazao da se on može modifikovati korišćenjem racionalnog dizajna dajući mu nova i poželjna svostva. Prateći njihova revolucionarna otkrića hemičari su izgradili desetine hiljada različitih MOF-ova, od kojih neki mogu doprineti rešavanju nekih od najvećih izazova čovečanstva.

Ričard Robson

Ovaj britanski i australijsku hemičar i profesor hemije na Univerzitetu u Melburnu, specijalizovao se za koordinacione polimere, posebno metal-organske okvire. Opisan je kao „pionir u kristalnom inženjerstvu koje uključuje prelazne metale“.
Osnovne studije hemije završio je na Brejzenouz koledžu u Oksfordu 1959. godine, gde je i doktorirao, 1962. godine. Njegovo doktorsko istraživanje fokusiralo se na fotohemiju organskih molekula. Post-doktorska istraživanja obavljao je na Kalifornijskom institutu za tehnologiju i Univerzitetu Stanford, u SAD. Zatim je predavao na Hemijskom fakultetu Univerziteta u Melburnu.
Profesor Robson je odigrao pionirsku ulogu u dve oblasti neorganske hemije. Obe uključuju dizajn molekularne organizacije radi postizanja neobičnih funkcionalnih ili strukturnih ishoda. Prva je sinteza makrocikličnih liganda sposobnih da se vežu za više od jednog metalnog jona, koji bi zatim mogli da deluju na usklađen i katalizički način. Ovi sistemi imitiraju enzimsku katalizu. Drugi razvoj se odnosi na strategiju korišćenja di-, tetra- i multinukleacionih sistema za izgradnju materijala sa beskonačnom mrežom koji su potencijalno mikroporozni katalizatori budućnosti. .

Susumu Kitagava

Susumu Kitagava je hemičar i profesor na Univerzitetu Kjoto, u Japanu, poznat po razvoju metal-organskih okvira. Doktorirao je 1979. iz hemije ugljovodonika. Nakon doktorskih studija akademski karijeru je započeo kao docent na Univerzitetu Kindai. Potom je 1992. godine postao profesor neorganske hemije na Metropolitanskom univerzitetu u Tokiju. Tokom ovog perioda, početkom 1990-ih godina, postigao je napredak u stvaranju poroznih materijala poznatih kao koordinacione mreže. Kitagava je pokazao da koordinacione polimerne strukture poseduju svojstva adsorpcije gasa, što je ključno otkriće za razvoj funkcionalnih poroznih materijala.
Veliki je njegov doprinos razvoju metal-organskih okvira (MOF), klase visoko poroznih materijala stvorenih koorinacijom metalnih jona sa organskim linkerima. Zbog visokog stepena poroznosti, ovi napredni kristalni materijali imaju ogromne površine koje omogućavaju visokoefikasno hvatanje i skladištenje gasa, što je podstaklo napredak u tehnologijama adsorpcije gasa.

Omar M. Jagi

Omar M. Jagi je hemičar i profesor na Katedri za hemiju na Univerzitetu Kalifornije u Berkliju, najpoznatiji po razvoju metal-organskih okvira (MOF) i pionirskom razvoju retikularne hemije. Rođen je 1965. godine u Amanu, u palestinskoj izbegličkoj porodici sa mnogo dece. Sa 15 godina odlazi u SAD gde je diplomirao hemiju na Državnom univerzitetu Njujorka a zatim doktorirao na Univerzitetu Ilinois, 1990. godine. Postdoktorski saradnik bio je na Univerzitetu Harvard. Potom je bio docent na fakultetu Državnog univerziteta Arizone, a zatim profesor na Univerzitetu u Mičigenu. Godine 2006. odlazi na Univerzitet Kalifornije u Los Anđelesu, da bi 2012. godine postao profesor hemije na Univerzitetu Kalifonije u Berkliju.
Pored rada na razvoju metal-organskih okvira (MOF), Jagi je pionir retikularne hemije, oblasti posvećene sklapanju molekularnih gradivnih blokova u otvorene kristalne strukture korišćenjem jakih veza.

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"