05.10.2017
Nyhed

Årets Nobelpriser i fysik og kemi

Nobelprisen i fysik går i år til opdagelsen af tyngdebølger, mens Nobelprisen inden for kemi hædrer kryo-elektronmikroskopien, som er en teknik til at danne billeder af biologiske molekyler.

Af Anna Dalsgaard
Nobelprisen i fysik
Nobelpriskomiteen har valgt at give Nobelprisen i fysik til de tre tyngdebølgeforskere Rainer Weiss, Kip Thorne og Barry Barish for opdagelsen af tyngdebølger, skriver det svenske akademi i en pressemeddelelse.

Bølgerne, som første gang blev målt af LIGO-detektoren i USA i september 2015, skyldtes en kollision mellem to sorte huller 1,3 milliarder år tidligere. 

Johan Fynbo er astronom ved Niels Bohr Institutet under Københavns Universitet, og han mener, at nobelprisen i fysik er absolut velfortjent.

”Signalet fra bølgerne er utroligt svagt sammenlignet med f.eks. elektromagnetiske bølger, så der skal helt ekstreme tyngdefænomener til for at tyngdebølger kan måles – og selv da kræves der helt utroligt følsomme instrumenter. Så ingen havde regnet med, at man nogensinde kom til at måle dem, selv om Einstein havde forudsagt dem næsten 100 år tidligere, da han udviklede den generelle relativitetsteori ”, siger han.

”Når vi studerer universet, har vi indtil nu stort set udelukkende studeret lys fra stjerner og galakser. Lys kommer groft sagt fra elektriske ladninger, som accelereres og derved udsender lyspartikler. Når det handler om tyngdebølgerne, har man masser i stedet for elektriske ladninger”, siger han. 

Tyngdebølger og lysbølger udbreder sig gennem universet med samme hastighed, cirka 300.000 km per sekund.

Der findes såkaldte kompakte objekter i universet, f.eks. neutronstjerner og sorte huller, hvor tyngdekraften har presset en masse stof sammen på et meget lille område. Johan Fynbo fortæller, at hvis vi skulle masse jorden sammen til et sort hul, ville den få en radius på 3-4 cm og ville være på størrelse med en bordtennisbold. 

”Sorte huller og neutronstjerner kan støde ind i hinanden. Enten to sorte huller, to neutronstjerner eller et sort hul og en neutronstjerne, og det er nu lykkedes at måle disse sammenstød mellem disse helt ekstreme kompakte objekter. Og selv om effekten er umådelig svag, er den stærk nok til, at man kan måle det”, siger Johan Fynbo. 

Eksperimenterne, der måler de svage tyngdebølger, hedder LIGO og Virgo og er placeret i henholdsvis USA og Italien. Det er udviklingen af den helt ekstremt forfinede teknik, der skal til for at måle signalet de tre forskere hædres for.

På nuværende tidspunkt kan opdagelsen mest bruges til at studere tyngdekraften.

”Tyngdekraften er en af de hvide pletter på landkortet blandt de teoretiske fysikere. Vi ved, at den generelle relativitetsteoris beskrivelse tyngdekraften skal justeres for at kunne forenes med kvantemekanikken, men man ved ikke, hvordan denne forening skal gøres. Man kan håbe, at nye informationer om meget ekstreme tyngdefænomener kan vise, hvilken vej, vi skal gå”. 

”For mig som astronom er det interessant at få en ny metode til at finde og måle kollisioner i universet, da de har spillet en rolle i galaksernes udvikling. Man mener nogle af de grundstoffer, vi har på jorden er blevet dannet i sådanne kollisoner, f.eks. guld og platin. Og at finde ud af, hvor grundstofferne kommer fra er en vigtig del af vores astrofysiske afdækning af den kosmiske historie, og det har vi nu fået et nyt værktøj til”, siger Johan Fynbo.

Nobelprisen i kemi
Det Svenske Akademi har i år valgt at belønne de tre forskere Jaques Dubochet, Joachim Frank og Richard Henderson med nobelprisen i kemi for at udvikle kryo-elektronmikroskopi, som gør det muligt at studere biologiske molekyler. En metode, som bringer biokemien ind i en helt ny æra, skriver akademiet i en pressemeddelelse.

”Og det er i særdeleshed velfortjent,” siger Poul Nissen, professor på Institut for Molekylærbiologi og Genetik ved Aarhus Universitet.

”Der er sket en meget afgørende udvikling inden for kryo-elektronmikroskopi de sidste 5-6 år, hvor vi har fået mulighed for at studere celler og biologiske molekyler på et helt nyt plan. Metoden er et afgørende værktøj til at forstå, hvordan molekyler virker i en celle i komplekse netværk”, siger Poul Nissen. 

Ved hjælp af kryo-elektronmikroskopi kan forskere nu fryse biomolekyler midt i deres bevægelser og visualisere processer, som er afgørende for både den grundlæggende forståelse af biokemi og udvikling af f.eks. lægemidler. Det var f.eks. ved hjælp af kryo-elektronmikroskopi, at man fandt ud af, at zikavirus var årsagen til epidemien med hjerneskadede nyfødte børn i Brasilien, og studier peger også på mulige strategier for udvikling af lægemidler og vacciner. 

Poul Nissen og flere af hans kolleger har arbejdet sammen med nobelprisvinderne, Joachim Frank og Richard Henderson, og ifølge Poul Nissen, forudså Henderson meget tidligt, at elektronmikroskopi ultimativt ville revolutionere strukturelle og biologiske undersøgelser af celler og måden at se på molekylers struktur. 

”Og det har vist sig at holde stik”, siger Poul Nissen, og fortæller, at kryo-elektronmikroskopi har været et felt, præget af grundforskning, hvor man har arbejdet med et meget langt visionært og strategisk træk. 

”Det har i mange år været tungt at køre. Apparaterne er dyre, og til tider har man måske kunnet stille spørgsmålstegn ved, om det nu var pengene værd så at sige. Og i dag er betydningen af det så eksploderet”, siger han.