La semaine dernière, le Comité Nobel a annoncé les lauréats dans trois domaines scientifiques – la physique, la chimie et la médecine. Hightech explique quelles découvertes de scientifiques ont remporté le prix, pourquoi elles le sont et comment leur travail a changé le monde.
Le prix Nobel a accordé beaucoup d'attention à l'écologie cette année. Par exemple, le prix de chimie a été décerné à des scientifiques qui ont découvert comment créer de nouveaux médicaments avec un minimum de déchets, et le prix de physique a été décerné à deux climatologues. Le prix médical a été décerné à des scientifiques qui ont compris ce que nous ressentons à propos du monde. Cela n'a rien à voir avec l'écologie, mais cela peut aider chaque personne sur Terre.
Physique – rassembler le chaos dans le système
Le prix Nobel de physique 2021 a été décerné à trois scientifiques dont les travaux ont jeté les bases de notre compréhension des systèmes physiques complexes. Leurs recherches ont mis le monde en garde contre le changement climatique.
Shukuro Manabe de l'Université de Princeton dans le New Jersey, Klaus Hasselmann, ancien chercheur à l'Institut Max Planck de météorologie à Hambourg, en Allemagne, et Giorgio Parisi de l'Université La Sapienza de Rome ont montré comment de petits changements peuvent transformer radicalement des systèmes complexes.
Notamment, deux des trois lauréats du prix Nobel de physique cette année sont des climatologues (Hasselman et Manabe). Ce n'est pas le tout premier prix Nobel pour des activités liées au climat, mais le premier à récompenser des scientifiques étudiant directement la physique du changement climatique.
Pourquoi c'est important?
La vue d'ensemble du changement climatique est assez simple : les gaz piégeant la chaleur dans l'atmosphère transforment la Terre en une serre métaphorique, provoquant un réchauffement de la planète. Mais ces processus sont influencés par de nombreux facteurs, tous sont combinés en un système complexe avec de nombreuses variables.
Les lauréats de physique ont réussi à trouver des moyens d'expliquer le chaos dans tout cela.
Les scientifiques appellent des systèmes complexes constitués de nombreuses parties qui interagissent les unes avec les autres en tant qu'éléments indépendants, indépendamment du reste des composants. Il est très difficile de les décrire dans le langage mathématique. Pour ce faire, vous devez prendre en compte toutes les options potentielles pour l'interaction de différents facteurs les uns avec les autres. Il faut garder à l'esprit qu'en interagissant avec un système complexe, les mêmes actions donnent facilement des résultats différents. Tout dépend de l'état du système au moment du contact et dans sa forme originale. En conséquence, afin de prédire comment elle se comportera à l'avenir, vous devez prendre en compte un grand nombre d'entrées (souvent nous ne les connaissons même pas).
Dans les années 1980, Giorgio Parisi a prouvé que des facteurs apparemment complètement aléatoires sont interconnectés et obéissent même à certaines lois. En fait, ses travaux contribuent à réduire toutes les variables inconnues en un facteur commun d'incertitude. Cela augmente considérablement la précision de tous les calculs, et donc des prédictions (par exemple, le climat de la planète).
À son tour, Shukuro Manabe a pu clairement démontrer comment une augmentation de la teneur en CO₂ dans l'atmosphère peut entraîner une augmentation des températures près de la surface de la Terre. Il a lié l'énergie absorbée par l'atmosphère au mouvement vertical de l'air au-dessus de la Terre, qui est un paramètre critique pour la modélisation du climat.
Et il y a environ 50 ans, Klaus Hasselman a créé le premier modèle informatique qui reliait la météo au climat. Son travail est devenu l'épine dorsale de la science de l'attribution du climat, que les scientifiques utilisent maintenant pour quantifier à quel point les gens ont exacerbé les vagues de chaleur ou l'augmentation des précipitations.
La chimie est des médicaments sûrs
Le prix Nobel de chimie 2021 a été décerné à deux scientifiques qui ont développé de nouveaux outils pour créer des molécules miroirs. Ils permettent à leur tour de créer de nouveaux médicaments d'une manière plus respectueuse de l'environnement.
Chercheurs Benjamin Liszt de l'Institute for Coal Research. Max Planck et David McMillan de l'Université de Princeton ont reçu le prix « parce qu'en 2000, ils ont développé indépendamment un troisième type de catalyse », a déclaré le comité Nobel dans un communiqué.
Pourquoi c'est important?
Les chimistes créent de nouvelles molécules en attachant ensemble de minuscules blocs de construction chimiques, mais contrôler ce processus de liaison n'est pas facile. Les catalyseurs jouent un rôle important dans le contrôle de ces réactions, mais ils ont aussi leurs limites. Par exemple, les catalyseurs conventionnels ne parviennent parfois pas à empêcher une situation qui se produit lorsqu'un processus de construction de la molécule souhaitée produit l'une des deux molécules possibles - chacune est une image miroir de l'autre, comme les mains gauche et droite. Ces molécules miroirs, ou chirales, peuvent avoir des propriétés complètement différentes et interagir avec le corps à leur manière. Par exemple, la molécule miroir lévométhamphétamine, qui est utilisée dans les inhalateurs nasaux pour soulager la congestion nasale, est la dextrométhamphétamine, un médicament thérapeutique utilisé pour le TDAH mais aussi une drogue de rue hautement addictive.
