В понедельник в Стокгольме началась Нобелевская неделя. В списках потенциальных лауреатов агентства Thomson Reuters присутствуют 18 ученых из США и ни одного из России. Впрочем, подобная диспозиция в прошлом году не помешала получить Нобелевскую премию по физике Андрею Гейму и Константину Новоселову.

Во вторник будет объявлен обладатель премии по физике, в среду – по химии. В пятницу станет известно имя обладателя Нобелевской премии мира, а завершится Нобелевская неделя-2011 в понедельник, 10 октября, когда будет обнародовано имя победителя в разделе «экономика». Время объявления лауреатов Нобелевской премии 2011 года по литературе будет объявлено позднее: пока только достоверно известно, что это будет в четверг, но по аналогии с предыдущими годами можно предположить, что это произойдет 6 октября. За ходом пресс-конференций, на которых будут объявлены лауреаты этого года, можно будет следить на официальном сайте Нобелевской премии.


В преддверии Нобелевской недели эксперты авторитетного международного агентства Thomson Reuters (владельцы портала индексации научных публикаций Web of Science) назвали фаворитов в борьбе за научные Нобелевские премии 2011 года. Аналитик этого агентства Дэвид Пендлбери начал традицию предсказания лауреатов в 1989 году. Тогда он написал статью в журнал The Scientist, перечислив 20 наиболее вероятных кандидатур на получение «Нобелевки» по физиологии и медицине. В 2002 году он расширил область деятельности и начал давать прогнозы на четыре премии (прибавились химия, физика и экономика) на каждый год.

В прошлом году, когда Нобелевскую премию по физике получили выходцы из России Андрей Гейм и Константин Новоселов, они отсутствовали в списке агентства. Впрочем, первооткрыватели графена были внесены в него еще в 2008 году. Поэтому не исключено, что ученые, которые станут триумфаторами в нынешнем году, были названы Thomson Reuters фаворитами несколько лет назад

---

Mедицина и физиология

Днем в понедельник стало известно, что лауреатами Нобелевской премии по физиологии и медицине 2011 года стали американец Брюс Бойтлер и уроженец Люксембурга Жюль Хоффманн за их открытие в области врожденного иммунитета, а также родившийся в Канаде, но работающий в США Ральф Штайнман за открытие роли дендритных клеток в приобретенном иммунитете. Спустя несколько часов после объявления имен лауреатов стало известно, что Штайнман скончался в пятницу, 30 сентября. По данным университета Рокфеллера, где работал лауреат, четыре года назад Штайнману диагностировали рак поджелудочной железы, от которого он скончался за три дня до вручения премии.




Пока остается не ясным, будет ли менять Нобелевский комитет свое решение в связи со вновь открывшимся обстоятельством. Официальный сайт Нобелевской премии на данный момент ничего не сообщает о смерти Ральфа Штайнмана. «Газета.Ru» будет следить за развитием событий.

Пока же точно можно сказать, что половину премии в размере 10 млн шведских крон ($1,46 млн) поделят между собой американец Брюс Бойтлер и уроженец Люксембурга Жюль Хоффманн. Бойтлер родился в 1957 году в Чикаго. Он – профессор и председатель факультета генетики в исследовательском институте Скриппса в Ла-Хойя (Калифорния). Его отец, гематолог и медицинский генетик Эрнест Бойтлер также был профессором и председателем факультета в Скриппсе. Жюль Хоффманн родился в Люксембурге в 1941 году.

Если Нобелевский комитет не изменит своего решения, то вторую половину премии, вероятно, получат наследники Ральфа Штайнмана. Он родился в 1943 году в Канаде, а работал в Университете Рокфеллера (Нью-Йорк). Штайнман – второй по цитируемости иммунолог в мире и лауреат Ласкеровской премии 2007 года.

Благодаря их работам, сейчас мы совсем по-другому смотрим на изучение иммунитета, нам открылись новые возможности лечения, например, воспаления легких, рака и других заболеваний», – заявил представитель Нобелевского комитета после оглашения имен победителей.

Иммунитет человека – внутренняя система, которая защищает организм от воздействий внешней среды. У человека и родственных ему организмов существуют два типа иммунитета - врожденный и приобретенный. Врожденный иммунитет действует быстрее, обеспечивая борьбу с инфекцией на ранних этапах болезни, когда специфический, приобретенный иммунитет еще не сформировался. Соответственно, приобретенный иммунитет более эффективен, но ему нужно больше времени, чтобы очистить организм от инфекции.



В этом году в списке фаворитов Thomson Reuters в категории «физиология и медицина» присутствовало четыре направления. Так, премия могла быть вручена Брайану Друкеру (Орегонский университет здоровья и науки, США) вместе с Николасом Лидоном (Granite Biopharma, Висконсин, США) и Чарльзом Сойерсом (Мемориальный онкологический центр им. Слоуна-Кеттеринга, США), создавшим противоопухолевые препараты иматиниб и дазатиниб. Эти лекарства блокируют действие определенных белков, ответственных за быстрое деление раковых клеток, и весьма эффективны для направленного лечения хронического миелолейкоза – одной из разновидностей лейкоза. Это первый случай создания эффективного лекарства от данной формы рака. Другими кандидатами являлись Роберт Коффман (Dynavax Technologies, Беркли, США) и Тимоти Мосманн (Университет Рочестера, США), которые могли бы получить «Нобеля» за открытие двух типов Т-лимфоцитов (разновидность белых кровяных клеток) – так называемых Т-хелперов TH1 и TH2 – и изучение их роли в регуляции иммунного ответа.

Отечественные ученые Нобелевскую премию в области физиологии и медицины за всю ее историю получали дважды. В 1904 году лауреатом стал Иван Петрович Павлов (1849–1936) «в признание работ по физиологии пищеварения, изменивших и расширивших знания жизненно важных аспектов этого вопроса». Четыре года спустя Илья Ильич Мечников был награжден «в признание работ по иммунитету».

---

Физика



Лауреатами Нобелевской премии по физике 2011 года за открытие ускорения расширения Вселенной стали американцы Сол Перлмуттер из Университета Калифорнии в Беркли и Адам Райес из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, а также Брайан Шмидт из Австралийского национального университета. Нынешние лауреаты называлась главными фаворитами в 2010 году, но тогда премию получили Андрей Гейм и Константин Новоселов.

В нынешнем году Нобелевский комитет в четвертый раз в истории присудил премию по физике астрономам. В 1974 году комитет отметил британцев Мартина Райла и Энтони Хьюиша «за пионерские исследования в радиоастрофизике. Райла – за результаты научных наблюдений и изобретения, в частности метода апертурного синтеза. Хьюиша – за его определяющую роль в открытии пульсаров». В 1978 году американцы Арно Пензиас и Роберт Вилсон были отмечены «за открытие микроволнового реликтового излучения». Нобелевская премия по физике за 2006 год присуждена американским астрофизикам Джоржду Ф. Смуту и Джону С. Мэйзеру за «открытие чернотельности спектра и анизотропии микроволнового фонового излучения».

Теперь же лауреатами стали американские ученые, открывшие противоречащий фундаментальному закону Хаббла феномен ускоряющегося расширения Вселенной, а также роль темной энергии в нем. Одну половину премии получит Сол Перлмуттер, другую половину поделят Адам Райес и Брайан Шмидт, имеющий также австралийское гражданство. Сол Перлмуттер родился в 1959 году, он профессор факультета физики Университета Калифорнии в Беркли и лауреат престижной «преднобелевской» премии Шоу 2006 года. Адам Райес родился в 1969 году в Вашингтоне, ныне является сотрудником Университета Джонса Хопкинса. Брайан Шмидт родился в 1967 году, в настоящее время работает в Австралийском национальном университете.

«Уже начиная, наверное, с 1998 года авторов открытия ускоренного расширения Вселенной считали номинантами на «Нобеля», – пояснил «Газете.Ru» доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга МГУ Сергей Попов. – Интересно, что сейчас данные по сверхновым уже не считаются лучшими аргументами в пользу ускоренного расширения Вселенной.

Но, несмотря на все дискуссии о данных по сверхновым, получается, что основные выводы работ 1998 года были правильными. Так что и премия абсолютно заслуженная».

«Ощущение можно сравнить с рождением собственных детей, – признался профессор Брайан Шмидт, один из новоиспеченных лауреатов. – Я очень рад, удивлен самой ситуацией. Я не ожидал звонка. Люди говорили мне о том, что такая возможность есть, но я не думал об этом. Сейчас у меня, в Австралии, 9 часов вечера, я погуляю и попробую заснуть. А завтра, думаю, будем отмечать это событие. Не знаю, как это будет происходить. У меня завтра занятие по космологии, и теперь, думаю, мне нужно поразмышлять несколько часов над тем, как его провести».

Эдвин Пауэлл Хаббл, который в 1929 году, наблюдая далекие галактики с помощью 100-дюймового телескопа, вывел линейную зависимость их красного смещения (то есть сдвиг линий в спектре, вызванный эффектом Допплера вследствие удаления объекта от наблюдателя) от расстояния до них. То есть Хаббл (именно в его честь назван знаменитый космический телескоп) показал, что чем дальше от нас астрономический объект, тем больше его относительная скорость.

То, как происходило расширение Вселенной миллиарды лет назад, было определено в конце XX века в рамках двух наблюдательных проектов. Один проект, «Сверхновые для космологии» (Supernova Cosmology Project, SCP), возглавил Сол Перлмуттер. Другой проект, под названием «Поиск сверхновых на больших красных смещениях» (high-z Supernova Search Team), возглавили Адам Райес и Брайан Шмидт. Сверхновые звезды делятся на несколько типов, и для наблюдений важны сверхновые типа Ia, которые обладают свойством «стандартной свечи», т. е. имеют примерно одинаковую светимость в максимуме блеска. Тогда по наблюдениям блеска можно немедленно определить расстояние до галактики, в которой вспыхнула сверхновая.

Группа Перлмуттера объявила об открытии первой, но группа Райеса – Шмидта опередила ее в публикации.

Эти наблюдения были интересны еще и с той точки зрения, что к концу прошлого столетия наблюдательные данные показали наличие массы порядка половины массы Вселенной, которая определяется чем-то неизвестным и при этом равномерно распределена во Вселенной. Эту часть массы стало популярным связывать с так называемым Λ-членом, который был введен еще Альбертом Эйнштейном для того, чтобы сделать Вселенную стационарной (по легенде, он сам называл введение этого члена в свои уравнения своей «самой большой ошибкой»). Впоследствии Эйнштейн отказался от этого члена, а наука отказалась от стационарности Вселенной.

«Наблюдения этого процесса расширения Вселенной изменили наше понимание всей Вселенной, – заявил представитель Нобелевского комитета, объявляя имена лауреатов 2011 года. – Теперь мы осознаем, что Вселенная до 95 процентов состоит из объектов, о которых мы ничего не знаем, это так называемые темная материя и темная энергия. И только 5 процентов – это то, что мы видим. Это открытие очень фундаментальное, оно очень много значит для космологии. И это большой вызов для многих поколений ученых».

Напомним, что лауреатами Нобелевской премии по физиологии и медицине 2011 года стали американец Брюс Бойтлер и уроженец Люксембурга Жюль Хоффманн за их открытие в области врожденного иммунитета, а также родившийся в Канаде, но работавший в США Ральф Штайнман за открытие роли дендритных клеток в приобретенном иммунитете. Спустя несколько часов после объявления имен лауреатов стало известно, что Штайнман скончался в пятницу, 30 сентября, однако Нобелевский комитет постановил, что не будет пересматривать свое решение.

В среду будут объявлены лауреаты Нобелевской премии 2011 года по химии.

---

Химия



Лауреатом премии 2011 года по химии стал Даниэль Шехтман, профессор Израильского института технологий в Хайфе, за открытие квазикристаллов. Это открытие стало новой парадигмой в химии, заменив традиционные представления о кристаллах.

Даниэлю Шехтману 70 лет, он родился в 1941 году в Тель-Авиве. Сейчас он профессор наук о материалах в Израильском институте технологий в Хайфе, а также профессор Университета штата Айова.

Изучение квазикристаллов – истинно междисциплинарная наука будущего, соединяющая в себе химию, физику, математику и науки о материалах. Сейчас работают в этой области много людей, но заложил ее основу один человек – сегодняшний лауреат.

В 1984 году он получил дифракционную картину сплава алюминия и марганца, который был быстро охлажден после расплавления. Судя по ней, материал полностью упорядочен. Об этом говорит наличие четких ярких точек – отражений или рефлексов. Если материал был не кристаллическим, а аморфным (как стекло), то вместо четких точек мы бы видели размытый «бублик» – гало. Однако на картинке мы видим многочисленные пятиугольники. Так как дифракционная картина повторяет симметрию кристалла, в нем должна присутствовать ось симметрии десятого порядка.

Это полностью противоречило всем тогдашним представлениям кристаллографии – науке о кристаллах.

Статья Metallic Phase with Long-Range Orientational Order and No Translational Symmetry, посвященная этому открытию, была опубликована в журнале Phys. Rev. Lett. в том же 1984 году.

«Открытие профессора Шехтмана открыло ученым новые горизонты в области строения вещества и произвело революцию в изучении строения кристаллов, наших взглядах на возможное расположение атомов и молекул в них. Можно сказать, что это стало новой парадигмой в химии. Традиционно ученые были уверены, что атомы в кристаллах располагаются в периодическом порядке, однако это не всегда так. Профессор Шехтман с помощью микроскопических исследований показал, что трансляционная симметрия не всегда соблюдается. Его работы подвергались большой критике, но благодаря высокому качеству экспериментов и полученных данных все вопросы были исчерпаны.

Таким образом, традиционные представления о кристаллах были изменены.

Сейчас десятки групп по всему миру изучают уникальные свойства квазикристаллов, интересные как для фундаментальной, так и для прикладной науки», – заключил представитель Нобелевского комитета после объявления фамилии победителя.

Что же необычного в этой симметрии? Чтобы разобраться в том, какие оси симметрии являются кристаллографическими, а какие – нет, достаточно взять в руки детскую мозаику или вспомнить тротуарную плитку. Легко удается замостить плоскость (то есть покрыть ее – без щелей и наложений) одинаковыми треугольниками, квадратами и шестиугольниками – вот и все.

Мостить улицу пятиугольниками, семиугольниками и восьмиугольниками не получится – они будут «налезать» друг на друга.

То же самое и с кристаллами: кристалл, по определению, упорядоченная структура, состоящая (в теории) из бесконечно повторяющегося фрагмента (только здесь идет речь не о плоскости, а о трехмерном пространстве). Таковы классические представления об элементах симметрии.

До работы Даниэля Шехтмана считалось, что упорядоченные кристаллические структуры обязательно периодичны, поэтому и накладывались ограничения на допустимые оси симметрии.

Квазикристаллы, открытые Шехтманом, упорядочены, но не периодичны, то есть у них отсутствует трансляционная симметрия, их структуру нельзя получить бесконечным добавлением друг к другу одинаковых кубиков.

Теория квазикристаллов, как ни странно, была разработана задолго до их открытия.

«Квазикристаллические» орнаменты известны в средневековых мечетях Ирана. Европейские математики придумали такое мощение на полтысячелетия позже – в 1976 году Роджер Пенроуз предложил «квазикристаллическое» мощение, получившее название «мозаики Пенроуза»

Здесь «плитки» образуют упорядоченную непериодическую структуру с помощью вращения (и снова можно заметить наличие некристаллографической оси симметрии пятого порядка - пятиугольники и «звездочки» снова образуют пятиугольники.

Заслуга Шехтмана в том, что он перевел эти модели в мир реальных объектов. С тех пор уже найдены и изучены сотни квазикристаллов - не только металлических сплавов, но и некоторых полимеров.

В 2009 году ученые обнаружили первый природный квазикристалл в минералах с Дальнего Востока России. Во фрагментах пород, собранных на Корякском нагорье, естественные квазикристаллы достигали размеров до 200 микрон. Они состоят из атомов железа, меди и алюминия и имеют сложную структуру, с несколькими (до шести штук) осями пятого порядка. Квазикристаллы были обнаружены в редком минерале хатыркит, который до сих пор встречался ученым лишь в одном месте – в триасовых вулканических породах из района Лиственитового ручья на российском Корякском нагорье, которое спускается к побережью Берингова моря между Камчаткой и Анадырским заливом.

Несмотря на интереснейшие свойства квазикристаллов, их практическое применение, скорее, задача будущих исследований. Сегодня предполагаются три основные области их применения - создание покрытий (уже зарегистрировано два патента, на рынке присутствуют сковороды с таким покрытием французской фирмы Sitram), добавки квазикристаллических наночастиц в сплавы, а также хранение водорода.

В прошлом году лауреатами стали Ричард Хек, Эйити Нагиси и Акира Судзуки. Нобелевский комитет отметил их вклад в разработку новых каталитических реакций, которые широко используются в промышленном производстве, в том числе для изготовления фармацевтических препаратов и в электронной промышленности. Речь идет о так называемых реакциях кросс-сочетания, катализируемого производными палладия.

В четверг будут объявлены лауреаты премии по литературе, в пятницу – премии мира, в следующий понедельник – по экономике.