איתן קריין
פרסי נובל 2005 הוענקו השנה לתגליות תיאורטיות ומעשיות באופטיקה קוונטית (פיזיקה), למציאת שיטה מהפכנית, פשוטה ויעילה להכנת חומרים חדשים (כימיה) ולגילוי האחראי לכיב קיבה (אולקוס) ולריפוי המחלה (רפואה).
פיזיקה – "על התרומה לתיאוריה הקוונטית של קוהרנטיות קוונטית ועל התרומה לפיתוחה של ספקטרוסקופיה מדויקת מבוססת לייזר הכוללת את טכניקת ה'מסרק האופטי'"
פרס נובל לפיזיקה השנה חולק לשני חצאים: חצי מהפרס הוענק לרוי גלאובר מאוניברסיטת הרווארד שבארה"ב על פיתוח התיאוריה הקוונטית של האופטיקה. החלק השני של הפרס ניתן לצמד מדענים: ג'ון הול מאוניברסיטת קולורדו שבארה"ב ותיאודור האנש ממכון מקס-פלנק לאופטיקה קוונטית ומאוניברסיטת מינכן שבגרמניה. שני המדענים, שהתבססו על התיאוריה של גלאובר, פיתחו שיטה למדידה מדויקת מאוד באמצעות קרן לייזר של תדירות האור הנפלט מאטומים וממולקולות.
ציוד ה"מסרק האופטי" במעבדתו של האנש
האור שאנו רואים, הוא סוג של קרינה אלקטרו-מגנטית בדיוק כמו גלי הרדיו שעליהם מתבססים שידורים אלחוטיים של טלוויזיה, טלפונים סלולריים ושידורי לוויין. התיאוריה המתארת את האור כגלים פותחה כבר באמצע המאה ה-19 (1850 ואילך) על ידי מקסוול, ובעזרתה בנו את המשדרים והמקלטים המוכרים לנו.
בדיוק לפני מאה שנים, ב-1905, הסביר אלברט איינשטיין את התופעה המכונה האפקט הפוטו-אלקטרי. בהסברו טען איינשטיין שקרינה אלקטרו-מגנטית עוברת כ"חבילות של אנרגיה" שקיבלו את השם "קוונטים". קוונטה של אור, הקרויה פוֹטוֹן, מתנהגת כחלקיק. היה זה אחד מחמשת המאמרים שפרסם איינשטיין ב"שנה המופלאה" שלו, אירוע המצוין עכשיו, 100 שנים לאחר מכן, ב"שנת הפיזיקה העולמית". על תגליתו זו, ולא על תורות היחסות, קיבל איינשטיין את פרס נובל לפיזיקה בשנת 1921.
משתי התיאוריות, של מקסוול ושל איינשטיין, נובע שהאור מתנהג התנהגות כפולה – לעתים כגל ולעתים כזרם של חלקיקים – תופעה המכונה הדואליות של האור. חתן הפרס השנה, רוי גלאובר, ביסס את תחום האופטיקה הקוונטית, המסביר את האופטיקה בשיטותיה של התיאוריה הקוונטית. הוא הצליח לדוגמה להסביר את ההבדל בין מקור אור "חם", כמו נורת להט, הפולטת אור בתדרים רבים ובמופעים (פאזות) רבים, לבין לייזרים הפולטים אור בתדר יחיד ובמופע אחיד.
שני חתני הפרס האחרים, הול והאנש, פיתחו שיטת שמאפשרות למדוד את תדירות האור בדיוק של 15 ספרות אחרי הנקודה. באמצעות השיטה הזאת אפשר לבנות היום לייזירם בעלי צבעים חדים ביותר. שיטת המדידה שלהם, המכונה "מסרק תדרים" מאפשרת לקבוע את יציבותם של קבועים פיזיקליים לאורך זמן, לבנות מנגנונים מדויקים ביותר למדידת זמן ולשפר את טכנולוגיה ה-GPS.
כימיה – "על פיתוחה של שיטת המטאתזה בכימיה אורגנית."
בשנה שעברה חגגנו את פרס הנובל בכימיה עם שני המדענים הישראלים אברהם הרשקו ואהרן צ'חנובר שגילו מנגנון ביו-כימי לפירוק חלבונים בגוף. הזוכים, שאינם כימאים אלא רופאים הודו שקיבלו את הפרס דווקא בכימיה ולא ברפואה. בשנה שלפני כן (2003) זכו בפרס בכימיה שני פיזיקאים דווקא… אין בכך להפתיע בעולם שבו המדע הופך יותר ויותר בין-תחומי. אבל השנה הזוכים הם כימאים והתגלית שלהם היא "על טהרת" הכימיה, או ליתר דיוק הכימיה האורגנית.
כימיה אורגנית היא אחד התחומים הוותיקים והחשובים בכימיה. שיטות הכנת החומרים בכימיה אורגנית מאפשרות לכימאים לבנות תרופות חדשות, להכין במעבדה תרכובות טבעיות ולברוא שלל מולקולות חדשות. ההתפתחות הגדולה ביותר של הכימיה האורגנית נבעה מגילוי מאגרים עצומים של חומרי גלם אורגניים באדמה – הנפט. תעשיית הנפט התפתחה במהירות לתעשייה המייצרת אין ספור מוצרים: פלסטיק, צבעים, חומרי ניקוי ותרופות. בתעשייה הפטרו-כימית הזאת נולדה התגלית המקורית שהביאה בסופו של דבר לפרס הנובל של השנה.
לא בכל יום מתגלית שיטה חדשה להכנת חומרים בכימיה אורגנית, ובוודאי שלא שיטה רבת חשיבות כפי שגילו שלושת חתני הפרס השנה: איב שובין (Yves Chauvin) מהמכון הצרפתי לנפט, רוברט גרובס (Robert Grubbs) מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה (קלטק) וריצ'רד שרוק (Richard Schrock) מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT).
השיטה מתבססת על תגובה הקרויה מטאתזה (metathesis) שהתגלתה במקרה בתעשיית הנפט כבר בשנות ה-50, אך חשיבותה לא זוהתה והיא נחשבה לקוריוז. משמעות המילה מטאתזה היא "החלפת מקומות" וועדת נובל המשילה אותה לריקוד זוגות שבו מחליפים הרוקדים את בני זוגם. "הזוגות" במקרה זה הם חומרים המכילים קשר כפול בין שני אטומי פחמן (אלקֵנים). בתגובה מגיבים שני קשרים כפולים זה עם זה, נפתחים ונקשרים מחדש תוך כדי החלפת המתמירים (הקבוצות הקשורות לאטומי הקשר הכפול). (לחצו על התמונה לאנימציה.)
איב שובין הסביר בשנות ה-70 כיצד התגובה מתרחשת בפרטי פרטים והראה אילו תרכובות מתכתיות מזרזות אותה ומאפשרים את קיומה. ריצ'רד שרוק היה הראשון שהצליח בשנות ה-90 למצוא תרכובת מתכתית שיכולה לשמש כזרז (קטליזטור) יעיל. שנתיים אחר כך פיתח רוברט גרובס זרז יעיל עוד יותר שיכול לפעול גם בנוכחות אוויר (שפגע בזרזים הקודמים). התגלית הזאת פתחה לפני השיטה יישומים נרחבים.
כיום משמשת המטאתזה שיטה מרכזית בהכנת חומרים אורגניים, במיוחד בתעשיית התרופות והפלסטיקה. השיטות שפתחו חתני הפרס הן מהפכה אמיתית בתחום מפני שהן מאפשרות ייצור יעיל יותר של חומרים (פחות שלבי הכנה, פחות חומרי גלם ופחות פסולת), פשוט יותר (באוויר, בטמפרטורות ובלחצים רגילים) וידידותי יותר לסביבה (ממסים לא מסוכנים ופסולת פחות רעילה).
רפואה – "על גילוי החיידק הליקובקטר פילורי ותפקידו בגרימת כיב קיבה ודלקת קיבה."
הפרס השנה מוענק לשני המדענים האוסטרלים בארי מארשל (Marshall) ורובין וורן (Warren) על תגליתם המפתיעה שדלקת קיבה וכיב קיבה (אולקוס) נגרמים מזיהום בחיידק Helicobacter pylori (בתמונה).
וורן, רופא פתלוג מפרת' שמערב אוסטרליה הבחין בחיידק קטן ומעוקם הגדל במושבות בחלק התחתון של הקיבה. הוא גילה את המושבות ב-50% מן הדגימות שנלקחו מחולים בכיב קיבה ובדלקת קיבה. הוא שם לב גם לכך שסימני הדלקת התגלו תמיד בקרבת מושבת החיידקים.
בארי מארשל, שהיה בזמן התגלית רופא צעיר ועמית לעבודה של וורן, גילה התעניינות בממצאים וביחד הם פתחו בחקר דגימות שנאספו ממאה חולים. לאחר כמה ניסיונות הצליח מארשל לגדל תרבית של החיידק, ממין שלא היה מוכר עד אז ורק אחר כך קיבל את שמו. הם גם אישרו את השערתם שהחיידק אכן גורם למחלת האולקוס ומחלות דומות בקיבה ובתריסריון.
עד לתגליתם אפשר היה לטפל בתסמיני האולקוס אך כל עוד נותרו החיידקים בקיבה המחלה שבה והתפרצה. המחלה נחשבה למחלה כרונית ומגבילה שרבים מאוד סבלו ממנה. זוכי הפרס ואחרים, מצאו שאפשר לרפא את החולים על ידי חיסול החיידק באמצעות טיפול אנטיביוטי חזק.
ידען פרסי נובל 2005
אתר חמד"ע
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~335114675~~~247&SiteName=hayadan
