今年的诺贝尔奖自然科学三大奖项分别授予在免疫系统领域做出重大贡献、天文学领域发现宇宙膨胀加速和材料科学领域发现准晶体的科学家。

 

超新星受到科学家关注是因为它可以作为新一代的“标准烛光”

 

医学奖:免疫系统机理新发现

  按照诺贝尔奖历年来的常规,该奖不授予已故之人,但今年却有一个例外。纽约洛克菲勒大学的拉尔夫·斯坦曼(Ralph Steinman)于今年9月30日去世,由于消息并未及时传达,瑞典卡罗琳斯卡医学院10月3日在斯德哥尔摩宣布,斯坦曼因发现树突状细胞激活免疫系统作用而成为今年诺贝尔生理学或医学奖获得者之一。
 
  与斯坦曼同时获奖的斯克里普斯研究所的布鲁斯·博伊特勒(Bruce Beutler)和斯特拉斯堡大学的朱尔斯·霍夫曼(Jules Hoffmann),他们在研究中发现了面对病原体入侵时如何激活免疫系统的方法(免疫反应的第一阶段)――霍夫曼、博伊特勒博士先后在果蝇和小鼠研究中发现了某种关键受体蛋白质,即能够帮助免疫系统识别微生物对动物机体的攻击并触发免疫作出反应。
 
  斯坦曼博士则发现了能够激活并调节适应性免疫的树突状细胞,这种细胞促使免疫反应进入下一阶段,刺激免疫系统中的T细胞采取行动,杀死被感染的人体细胞,并将病原体清除出机体。其中,一部分树突状细胞作为免疫系统的记忆体,在下次感染复发时会迅速作出反应,而另一部分树突状细胞则帮助调节免疫系统中其他细胞的活动。
 
  由于这三位科学家的工作,使得人们对免疫系统的理解发生了根本性的变化,为免疫系统疾病研究提供了新的认识,并为传染病、癌症等疾病的防治开辟了新的道路。
 

物理学奖:宇宙正在加速膨胀

  今年诺贝尔物理学奖获得者的工作,可视为有史以来天文学领域内最大的发现,即宇宙不仅在膨胀(这一观点在上世纪20年代就已经获知),而且宇宙在加速膨胀。
 
  这一发现是两个研究小组的研究成果,他们分别在上世纪90年代开始一直在研究超新星:一个是由美国加州劳伦斯伯克利国家实验室的索尔·珀尔马特(Saul Perlmutter)领导的“超新星宇宙学项目”,另一个是由哈佛大学布莱恩·施密特(Brian Schmidt)领导的国际合作项目“高红移超新星搜寻项目”,当时在哈佛大学的亚当·里斯(Adam Riess)也参与其中。这三位科学家分享了今年的诺贝尔物理学奖。
 
  超新星有多种类型,较为典型的是大家所熟知的Ia超新星,由于它们能释放出大致相同的能量和亮度,意味着可以较为精确地测得它们的距离。此外,由于宇宙在膨胀,恒星或其他星系远离地球的速度,也可从观察红移现象中获知。
 
  这两个研究小组均发现远处超新星发出的光比预期的更微弱。换句话说,这些超新星的实际位置比红移表明的距离更远。那么,一定存在着某种未知因素令宇宙正在加速膨胀。
 
  这种神秘的东西究竟是什么,仍然只在人们的猜测之中――它虽被冠之以“暗能量”,实际上物理学家是在说“我们对此仍然一无所知”。那它是否可能涉及到出现在爱因斯坦广义相对论中的一个数学术语,即“宇宙常数”。
 

化学奖:发现准晶体

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舍特曼:成就准晶体的发现者

 

  与医学奖和物理学奖不同,今年的诺贝尔化学奖授予了以色列理工学院的丹尼尔·舍特曼(Daniel Shechtman)一人。1982年4月8日,为研究晶体内在结构,舍特曼博士用电子束轰击铝锰合金薄片:当波状或粒子状电子在通过晶体时会产生一种衍射图像,而通过对衍射图像分析可以获知某种晶体中的原子的排列方式。
 
  舍特曼在对晶体观察的实验中发现了10重对称轴,但根据几何学原理这几乎是不成立的。那么,他正在研究的材料是否真的是一种晶体呢?凭借科学家的敏感嗅觉,舍特曼意识到他可能发现了什么重要的东西。果不其然,他发现的是一种新的材料:准晶体。
 
  准晶体的发现给材料科学带来了革命性的变化,如今,8重、12重对称结构也相继被发现。准晶体通常拥有一些有趣的特性,比如,较低的热导率使得它们成为热的良导体,低摩擦率使得它们的表面异常平滑,拥有这些特性的材料可用作某种特殊用途的涂层,如显示屏的液晶通常用的是准晶体。
 

责任编辑 则 鸣