- Časopis Quark - https://www.quark.sk -

Posúvajú ľudstvo vpred

Foto pixabay

Význam vedy a využitia jej výsledkov je pre existenciu ľudstva nepopierateľný. Počet kandidátov na ocenenie Nobelovou cenou každý rok rastie a Švédska kráľovská akadémia vied má tak čoraz ťažšiu úlohu. Prinášame jej tohtoročné ocenenia za fyziku, chémiu a fyziológiu alebo medicínu.

Spolu s menami ocenených vedcov uviedla Švédska kráľovská akadémia vied začiatkom októbra aj dôvody, ktoré ju k oceneniam viedli.

Revolúcia v laserovej fyzike

Extrémne malé predmety a neuveriteľne rýchle procesy sú teraz vďaka oceneným vedcom viditeľné v novom svetle. Pokročilé presné nástroje otvárajú nepreskúmané oblasti výskumu a množstvo priemyselných a lekárskych aplikácií. Tohtoročnú Nobelovu cenu za fyziku udelili za prevratné objavy v oblasti fyziky laserov. Prvú polovicu ceny dostal Arthur Ashkin (USA) za objav optickej pinzety a jej aplikácií na biologické systémy a o druhú polovicu sa delia Donna Stricklandová (Kanada) a Gérard Mourou (Francúzsko) za ich metódu vytvárania ultrakrátkych optických pulzov vysokej intenzity.

Laser ponúka nespočetné možnosti využitia. Jedna z nich – optická pinzeta – bola ocenená Nobelovou cenou za fyziku, ilustračné foto Pixabay.

Donna Stricklandová je iba treťou ženskou držiteľkou Nobelovej ceny za fyziku v histórii a získala ju 55 rokov po svojej predchodkyni. Maria Curie-Sklodowska ju dostala v roku 1903 a Maria Goeppertová-Mayerová v roku 1963. Komentár k tohtoročným Nobelovým cenám za fyziku napísal pre Quark prof. RNDr. Peter Babinec, CSc., z Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave. Možnosť využiť svetlo na manipuláciu s telesami zaujala Arthura Ashkina už na začiatku vysokoškolského  štúdia. To, že to je možné, a že svetlo pôsobí na telesá tlakom, dokázal už v roku 1900 Piotr Lebedev. Praktické využitie tohto javu však bolo stále v nedohľadne. Krátko po objave laserov Ashkin zistil, že laserový lúč dokáže nielen posúvať mikročasticu v smere svojho šírenia, ale prekvapilo ho, že častice sa premiestňujú do stredu lúča, kde je jeho intenzita najväčšia. Zacielením laserového lúča sa mu podarilo vytvoriť optickú pascu a po dvadsiatich rokoch usilovnej práce dokázal svetlom uchopiť nanočasticu, vírus, baktériu či bunku a podľa potreby ju posúvať, otáčať a zároveň pozorovať pod mikroskopom. Názov optická pinzeta je preto naozaj výstižný. 96-ročný Ashkin je vôbec najstarším nositeľom Nobelovej ceny, a napriek svojmu veku celé dni pracuje v laboratóriu. Málokedy sa stáva, že za prvú prácu, ktorú doktorand napíše, dostane Nobelovu cenu. To je prípad Donny Stricklandovej, ktorej udelili cenu za fyziku. V  trojstránkovej práci napísanej spolu so školiteľom Gérardom Mourouom popísali spôsob, ako zvýšiť energiu laserového pulzu. Niežeby to iní nevedeli, stačilo nechať prejsť laserový lúč nelineárnym kryštálom. Raz, päťkrát – podľa potreby. Problém bol v tom, že keď už energia laserového pulzu bola príliš veľká, kryštál sa zničil. Potom však pulz asi 1 000-krát predĺžili, čím sa znížila jeho intenzita a po prechode kryštálom ho už zosilnený opäť skrátili. Takéto laserové pulzy umožňujú posvietiť si na elektróny v molekulách, operovať oči či urýchľovať protóny schopné zničiť nádor. Svetlo odjakživa udivovalo ľudstvo. Od údivu je iba kúsok k objavu a od objavu už iba krôčik k Nobelovej cene.

Imunoterapia rakoviny 

Rakovina každoročne zabíja milióny ľudí a je jedným z najväčších zdravotných problémov ľudstva. Tohtoroční laureáti Nobelovej ceny za fyziológiu alebo medicínu našli úplne nový princíp jej liečby stimuláciou vlastnej schopnosti nášho imunitného systému napádať nádorové bunky. Nobelovu cenu získali v roku 2018 spoločne americký biológ James P. Allison a japonský lekár Tasuku Honjo za objavy vedúce k imunoterapii rakoviny prostredníctvom regulácie kontrolných bodov riadiacich aktivitu imunitného systému. Popísali dve odlišné stratégie zacielené na dva odlišné proteíny. Ich blokovanie protilátkami vedie k liečbe nádorov. Experimenty na laboratórnych zvieratách viedli ku klinickým štúdiám a následnej príprave monoklonálnych protilátok, ktoré už boli schválené ako liečivá. Komentár k tohtoročným Nobelovým cenám za chémiu napísal pre Quark prof. RNDr. Michal Zeman, DrSc., z Prírodovedeckej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave.

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 11/2018.

Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.

Komentáre