Udeľovanie Nobelových cien zvykne väčšina z nás vnímať s odstupom. Na to, aby sme výskum laureátov vedeli oceniť aj my laici, potrebujeme porozumieť jeho praktickým dopadom na náš život. Našťastie existujú popularizátori, ktorí nám ich vedia priblížiť.
Keď si Francis Halzen z Wisconsin University v Madisone prevezme neskôr v tomto roku Nobelovu cenu za fyziku, bude výnimkou. Väčšina laureátov v odbore fyzika sa o slávu delí so spolupracovníkmi či rivalmi. Dr. Halzen bude prvý od roku 1992, kto si ju vychutná sám.
odôvodnenie zdôrazňuje jeho „rozhodujúci prínos pre Neutrínové observatórium IceCube“. Ide o detektor častíc s objemom 1 kubického kilometra ľadu neďaleko južného pólu, na ktorého fungovaní sa podieľa 450 výskumníkov zo 14 krajín. Podľa Ulfa Danielssona, fyzika z Uppsalskej univerzity a tajomníka Nobelovho výboru pre fyziku, by „bez jeho vedeckej vízie tento projekt nebol možný“.
Detekcia neutrín si vyžaduje vizionárstvo. Ako elektricky neutrálne (preto predpona „neutr-“) a fyzicky nepatrné (odtiaľ prípona „-ino“) v podstate nepodliehajú elektromagnetickej sile ani gravitácii, a tak bez povšimnutia prejdú väčšinou detektorov častíc. S bežnou hmotou interagujú najmä prostredníctvom sily, ktorá nesie výstižný názov slabá jadrová sila.
Hoci sú neutrína takto nepolapiteľné, vo vesmíre ich je obrovské množstvo. Vznikajú ako vedľajší produkt štiepnych aj fúznych reakcií, preto je Slnko ich silným a blízkym zdrojom: každú sekundu prejde plochou veľkou ako ľudský necht približne 65 miliárd slnečných neutrín. Pri slnečných reakciách, ktoré produkujú neutrína, vznikajú aj iné častice vrátane protónov. Niekedy však na Zem dorazia protóny s energiou mnohonásobne vyššou, než majú tie zo Slnka. To naznačuje, že pochádzajú z ešte mocnejších zdrojov, ktoré sa nachádzajú oveľa ďalej.
Čo sú tieto prírodné urýchľovače častíc a ako produkujú častice s takou vysokou energiou, zostáva z veľkej časti záhadou. Protóny majú elektrický náboj, takže ich počas cesty na Zem vychyľuje vplyv magnetických polí, čo sťažuje určenie miesta ich pôvodu. Tie isté procesy, ktoré urýchľujú tieto protóny, by však mali vytvárať aj vysokoenergetické neutrína. V 80. rokoch minulého storočia patril Dr. Halzen k tým, ktorí si uvedomili, že neutrína vďaka svojej pramalej interakcii s hmotou môžu nerušene prekonávať obrovské vzdialenosti a slúžiť ako ideálni vyslanci inak neviditeľných objektov.
Stále však zostávala otázka, ako ich detegovať. Predchádzajúce detektory neutrín využívali veľké nádrže s perchlóretylénom – rozpúšťadlom používaným pri chemickom čistení odevov – a čakali na zriedkavé interakcie medzi neutrínami a atómami v tejto kvapaline. Podobný prístup by sa dal uplatniť pri hľadaní vzácnejších extrasolárnych neutrín, ale na zachytenie aspoň jedného z nich by bol potrebný podstatne väčší detektor, než aké sa dovtedy stavali.
„Karl Deisseroth zo Stanfordskej univerzity, Peter Hegemann z Humboldtovej univerzity v Berlíne a Georg Nagel z Univerzity vo Würzburgu získali ocenenie za položenie základov optogenetiky.“
A tak vznikol projekt IceCube. Výstavba sa začala v roku 2004 a bola dokončená v roku 2011. V priebehu dvoch rokov detektor zachytil 28 vysokoenergetických kozmických neutrín, čím otvoril nové okno do vesmíru. Keď sa v utorok telefonicky spýtali Dr. Halzena, čo by toto okno mohlo odhaliť, odpovedal: „Skutočne vzrušujúce na tom je, že na túto otázku zatiaľ neviem odpovedať.“
Držitelia ceny za fyziológiu alebo medicínu mohli byť pri opisovaní potenciálnych prínosov svojho výskumu optimistickejší. Karl Deisseroth zo Stanfordskej univerzity, Peter Hegemann z Humboldtovej univerzity v Berlíne a Georg Nagel z Univerzity vo Würzburgu získali ocenenie za položenie základov optogenetiky. Táto metóda umožňuje neurovedcom využívať svetlo na okamžitú aktiváciu jednotlivých mozgových buniek, vďaka čomu možno presne zistiť, akú funkciu konkrétne bunky plnia. Výskumníci tak môžu skúmať nielen základnú neurobiológiu, ale aj nervové mechanizmy spojené s rôznymi ochoreniami.
Príbeh sa začína v 90. rokoch minulého storočia prácou Dr. Hegemanna. V tom čase skúmal, ako na svetlo reaguje rod jednobunkových rias známy ako Chlamydomonas. Zistil, že ich reakcie sú rýchlejšie než zodpovedajúce reakcie v ľudskom oku. V ľudskej sietnici jedna molekula proteínu zachytí svetlo a následne nepriamo aktivuje ďalšiu molekulu – takzvaný iónový kanál –, čím vznikne elektrický signál. Dr. Hegemann vyslovil hypotézu, že v prípade skúmaných rias je tento zložitý proces zhustený do jednoduchšej podoby. Overiť jeho predpoklad pomocou vtedajších dostupných metód bolo náročné, až kým mu na pomoc neprišiel rozvíjajúci sa odbor genomiky. Tím japonských výskumníkov vytvoril mapu DNA riasy Chlamydomonas a tá odhalila prítomnosť dvoch génov podobných tým, ktoré u iných organizmov kódujú proteíny citlivé na svetlo. Tento poznatok sa potvrdil, keď Dr. Hegemann prizval k spolupráci Dr. Nagela. Dr. Nagel vložil DNA týchto dvoch novoidentifikovaných génov do žabích vajíčok; tie následne vyprodukovali žiadané proteíny v dostatočnom množstve na ich otestovanie. Presne ako Dr. Hegemann predpokladal, ukázalo sa, že ide o iónové kanály aktivované svetlom.
ATILA ALTUNTAS/ANADOLU/GETTY IMAGES7. október 2026 Štokholm, Švédsko: Vyhlásenie víťazov Nobelovej ceny za rok 2026 za chémiu.
Keď si Dr. Nagel a Dr. Hegemann uvedomili, čo sa to ukázalo, pokúsili sa vložiť jeden z génov – ten, ktorý kóduje proteín dnes známy ako kanálrodopsín-2 – do buniek obličiek získaných zo škrečkov a z ľudských embryí. Aj tu
Pridajte sa do komunity predplatiteľov, ktorí pohnú Slovenskom a prečítajte si odomknutú verziu tohto článku.
