Komu Nobla z fizyki, komu z chemii?

Środowiska naukowe nie mają jasnych oczekiwań co do tegorocznych laureatów - powiedziała fizyk z Uniwersytetu Warszawskiego prof. Maria Krawczyk.

Jednak zdaniem prof. Lucjana Pieli, chemika z Uniwersytetu Warszawskiego, zajmującego się także fizyką, tegoroczna nagroda powinna trafić do fizyków kwantowych - prof. Antona Zeilingera z Austrii, prof. Charlesa Bennetta ze Stanów Zjednoczonych i prof. Alana Aspecta z Francji.

W ubiegłym roku "pewnymi" kandydatami do Nobla z fizyki byli astronomowie zajmujący się obserwacją mikrofalowego promieniowania tła, które jest widocznym śladem narodzin wszechświata. Satelita COBE (Cosmic Bakground Explorer) zdołał doświadczalnie potwierdzić hipotezę, że wszechświat powstał 15 mld lat temu w wyniku tzw. Wielkiego Wybuchu.

Ponieważ badacze z grupy COBE nie otrzymali wówczas Nobla, w tym roku fizycy są wstrzemięźliwi w prognozach.

Wydaje się, że w naszej dziedzinie sprawdza się ostatnio reguła, że jeżeli ktoś dostanie nagrodę Europejskiego Towarzystwa Fizycznego to po roku lub dwóch latach zamienia się ona w Nobla - powiedziała prof. Krawczyk.

Jak wyjaśniła, sprawdziło się to w przypadku laureatów Nagrody Nobla z fizyki w 2004, którymi zostali David J. Gross, H. David Politzer i Frank Wilczek. Otrzymali oni w 2003 roku European Physical Society Prize in Elementary Particle Physics. Reguła ta zadziałała też w przypadku laureatów z roku 1999. Otrzymali ją dwaj Holendrzy - Gerardus't Hooft i Martinus J.G. Veltman. Ich badania również zostały nagrodzone przez EPS.

Gdyby zastosować tę regułę, szansę na Nobla ma prof. Tomasz Dietl z Uniwersytetu Warszawskiego, który za swoje prace w dziedzinie spintroniki został wraz ze współpracownikami nagrodzony w 2005 r. wyróżnieniem o nazwie AgilTech Europhysics Prize, przyznawanym przez EPS.

Jak powiedział prof. Piela, wyniki badań fizyków kwantowych - Zeilingera, Bennetta i Aspecta zasłużyły na Nobla, ponieważ już w tej chwili są wykorzystywane do szyfrowania informacji, zaś w przyszłości mogą zrewolucjonizować fotonikę i elektronikę.

Prowadzone przez prof. Alana Aspecta badania pozwalają stwierdzić m.in., że między cząstkami, nawet jeśli są one od siebie bardzo oddalone, istnieje natychmiastowa komunikacja, szybsza niż światło, albo świat jest nierealny (w pewnym dość szczególnym sensie). Dla mnie to rewelacyjna wiadomość- powiedział prof. Piela.

Wyniki badań Aspecta wykorzystali do swoich prac profesorowie Benett i Zeilinger. Pierwszy przedstawił algorytm, w jaki sposób przeprowadzić teleportację, natomiast drugi dokonał teleportacji pewnego stanu fotonu.

Benett stwierdził, że jest możliwość przeprowadzenia teleportacji, czyli zlikwidowania czegoś w jednym miejscu i odtworzenia go w innym - tłumaczył prof. Piela.

Jednak żeby dokonać teleportacji musimy znać pędy i położenia wszystkich cząstek, a zgodnie z zasadą Heisenberga jest to niemożliwe. Benett wykombinował, że jest możliwość żeby nagiąć tą zasadę, ale jej nie pogwałcić i teleportować coś. Wykorzystał tu tzw. stany splątane fotonów - wyjaśnił prof. Piela.

Anton Zeilinger poszedł o krok dalej i dokonał w 2004 roku teleportacji przez Dunaj pewnego stanu fotonu - wyjaśnił prof. Piela.

Wciąż nie gasną też nadzieje na polskiego Nobla, które wiążą się od lat z dokonaniami astrofizyków - prof. Aleksandra Wolszczana i prof. Bohdana Paczyńskiego. Obaj odnieśli światowy sukces dzięki swoim badaniom związanym z obserwacją obiektów kosmicznych. Chodzi m.in. o odkrywanie odległych planet i układów planetarnych. Po ostatnich nagrodach, które Komitet Noblowski przyznał za syntezę organiczną i chemię biologiczną przyszedł czas na nagrodzenie chemii supramolekularnej wraz z jej najwybitniejszym przedstawicielem, angielskim uczonym prof. Fraserem Stoddartem - uważają zgodnie fizykochemik z Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego, prof. Krzysztof Woźniak i chemik kwantowy z Wydziału Chemii UW, prof. Lucjan Piela.

Chemia supramolekularna pozwala na tworzenie pasujących do siebie idealnie, niczym klocki lego, molekuł - tłumaczył prof. Piela. Właściwości te można wykorzystywać we wszystkich dziedzinach chemii, począwszy od przemysłu, a skończywszy na farmakologii.

Prof. Fraser Stoddart znany jest z syntezy przepięknych układów cząsteczek, które są w stanie wykonywać określone czynności na poziomie molekularnym. Zsyntetyzował na przykład coś w rodzaju supramolekularnych stacji, między którymi może poruszać się inna molekuła czy molekularna windę, także molekularny model mięśnia. To niezwykle trudne i przepiękne zarówno syntezy, jak i przepiękne molekuły, a sam Stoddart jest już od lat absolutnie zasłużonym kandydatem - wyjaśnił prof. Woźniak.

Zdaniem warszawskiego chemika, osiągnięcia prof. Stoddarta są tak spektakularne, że doceniają je zarówno chemicy teoretycy, fizykochemicy czy organicy. Nobel dla Stoddarta nie będzie zaskoczeniem, a raczej potwierdzeniem wiodącej roli, jaką ten chemik spełnia od lat. Być może Stoddard podzieli tego Nobla z francuskim chemikiem Jean-Pierrem Sauvage z Instytutu Pasteura w Strasbourgu - uważa prof. Woźniak.

Drugim zasługującym na Nobla przedstawicielem chemii supramolekularnej jest prof. David Reinhoudt z Holandii, uważa prof. Piela. Zrobił on ciekawą, ale chyba niedocenianą przez wielu rzecz - chemiczny prototyp układu immunologicznego - powiedział badacz.

Prof. Reinhoudt zaplanował układ chemiczny, który podobnie jak układ immunologiczny, bronił się przed inwazją pewnego typu cząsteczek. Układ immunologiczny człowieka jest przygotowany na prawie każdy atak, mimo że nie zna atakującego i nie został nauczony, w jaki sposób ma się bronić.

Wśród kandydatów do Nobla z chemii jest też, zdaniem prof. Woźniaka, polski chemik prof. Krzysztof Matyjaszewski z Wydziału Chemii Carnegie Mellon University i Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN w Łodzi. Specjalizuje się on w technologii polimerów.

To bardzo poważny kandydat do Nobla za osiągnięcia w dziedzinie rozwoju nowych metod polimeryzacji. To jeden z najczęściej cytowanych na świecie chemików. Zasługi prof. Matyjaszewskiego zostały docenione w Polsce i nagrodzone m.in. "Polskim Noblem" przyznawanym przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej. Byłoby wspaniale gdyby prof. Matyjaszewski otrzymał teraz tego "prawdziwego" Nobla - wyjaśnił chemik. Jego zdaniem, Polska od lat nie miała tak poważnego kandydata.

Wśród innych kandydatów prof. Woźniak wymienia m.in. amerykańskiego chemika George Whiteside'a z Uniwersytetu Harvarda, który "ma osiągnięcia na tylu polach, że co najmniej kilka z ich może być uznane za godne nagrodzenia" oraz krystalografa prof. Philipa Coppensa z Uniwersytetu w Buffalo - twórcę ilościowych metod badań gęstości elektronowej w kryształach oraz szczególnie spektakularnych eksperymentalnych badań gęstości elektronowej w molekułach w stanach wzbudzonych w kryształach.

Z kolei prof. Piela, jako laureata tegorocznej Nagrody Nobla z chemii bierze też pod uwagę prof. Leonarda Adlemana ze Stanów Zjednoczonych. Pracuje on nad komputerami nowej generacji, w których rolę procesorów odgrywałyby cząsteczki chemiczne, zwłaszcza DNA.

Prof. Adleman dzięki prowadzonym przez siebie badaniom udowodnił, że molekuły mogą służyć do obliczeń jako procesory. Udowodnił na przykład, że za pomocą operacji chemicznych można rozwiązać problem matematyczny, zwany problemem komiwojażera - wyjaśnił prof. Piela. Problem komiwojażera to jeden z najbardziej znanych problemów matematycznych. Komiwojażer musi zwiedzić n liczbę miast, mając podane miasto startu i mety. Może odwiedzić wszystkie miasta tylko jeden raz, przy założeniu, że między nimi istnieją różne typy połączeń. Jeśli liczba miast byłaby większa niż 100 to wszystkie komputery, które są na naszej planecie nie zdołałyby rozwiązać tego problemu, potrafiłyby to natomiast cząsteczki chemiczne - zaznaczył chemik.

Niestety, choć gorąco kibicuję tym naukowcom, to obawiam się, że Komitet Noblowski nie wyróżni ich w tym roku. Ich prace są być może zbyt śmiałe - powiedział prof. Piela. Miło byłoby jednak, gdyby za kilka lat Komitet Noblowski mnie posłuchał - dodał żartem badacz.

W ostatnich latach prof. Pieli udało się trafnie wytypować laureatów trzech chemicznych Nobli. Byli to Brytyjczycy Harold W. Kroto i John A. Pople , Amerykanie Alan J. Heeger i Alan G. MacDiarmid oraz Japończyk Hideki Shirakawa.

W ubiegłym roku Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii otrzymali Francuz Yves Chauvin oraz Amerykanie - Robert H. Grubbs i Richard R. Schrock. Uhonorowano rozwinięcie przez nich metody metatezy w syntezie organicznej.