Az egész világ óriási információcserével egy közös, nagy kutatólaboratóriummá vált, amelyet gazdagabb országok üzemeltetnek, és ott fogadják a jól képzett, reményteljes szakembereket. Érdekes a törésvonal, ahol a pénz van, odavonzzák az oktatás hagyományos értékeit megtartó, ezáltal képzettebb kutatókat; az utóbbiak általában Európából kerülnek ki, de nem maradnak el az ugyancsak a hagyományos oktatásban hívő ázsiaiak sem. India, Kína, Japán igencsak szépen szerepel a megmérettetésen.

A világ figyelme közben átterelődött a nagy bankokra, üzletemberek mesés vagyonaira, a jóléti életmódra. Egy mai fiatal inkább szeretne a világ leggazdagabbjai közé tartozni, mint átvenni egy Nobel-díjat.

A mai példakép nem az évtizedeken át szó szerint gürcölő, komoly szellemi munkát asztalra tevő kutató, aki esetleg a nyolcadik X után megkapja az elismerést. Ha nem, azzal lehet elégedett, hogy eredményeire építve mások hoztak létre olyasmit, amivel az emberiség életét tették jobbá.

Az elmúlt héten hirdette ki a Svéd Királyi Tudományos Akadémia, Alfred Nobel 1895. november 27-én kelt végrendeletéhez tartva magát, azoknak a díjazottaknak a névsorát, akik Nobel akarata szerint a fizika, a kémia, a fiziológia és orvostudomány, továbbá az irodalom és a béke terén a legtöbbet tették.

A fizikai és kémiai díjat a Svéd Tudományos Akadémia, az orvosi díjat a stockholmi Károly Egyetem, az irodalmit a Svéd Akadémia, a békedíjat a storting, a norvég parlament képviselőiből alakult öttagú bizottság ítéli oda.

Az említett intézmények ősszel kérnek javaslatot, azoknak február elsejéig kell befutniuk, az értékelést szeptemberben végzik, és a döntést októberben hozzák. A díjak kiosztása december 10-én, Nobel halálának évfordulóján történik; egy érmet, egy oklevelet és egy csekket kapnak. A pénzösszeg évente változik, az idén a Nobel-arannyal nyolcmillió svéd korona jár (272,3 millió forint). A díjat megosztva is kiadhatják, de legföljebb három személynek, ilyenkor az összeget is szétosztják.

A sejtek szállítórendszere

Az idei orvosi-élettani Nobel-díjat – mint az utóbbi időkben gyakran – molekuláris biológiai kutatásokért kapta James E. Rothman, Randy W. Schekman és Thomas C. Südhof.

A két amerikai és egy német kutató ugyanannak a folyamatnak a különböző részleteit feltáró eredményeikért kapták az elismerést. A sejtekben „gyártott” különböző anyagok szállítási folyamatait és útját tárták föl. Az eddig is ismert volt, hogy a sejtben keletkező enzimek, hormonok és más fontos vegyületek először kis hólyagocskákba gyűlnek össze, de azt nem tudták, hogy az apró teherszállítókat mi irányítja célba a képződés helyéről.

Schekman azokat a géneket fedezte föl, amelyek megadják a szállítás koordinátáit, Rothman kikutatta, hogy miképpen kapcsolódnak a teherszállítók a célponthoz és miként ürítik ki tartalmukat, Südhof pedig fölfedezte, hogy a szállítás létfontosságú időbeli pontosságát mi biztosítja. Ez a mechanizmus azonos az élőlények sejtjein belül, például így jut el az inzulin a hasnyálmirigysejtektől a felhasználás helyére.

Az eredmények a klasszikus alapkutatások közé tartoznak, de ismeretük nélkül sok betegség kialakulásáról ma sem tudnánk semmit. Az alapkutatások gyümölcse mindig később, az alkalmazások során érik be.

Az „isteni részecske”

Ritka alkalom a tudományban, de a fizikában még inkább, hogy elméleti eredményekért tüntetnek ki kutatókat. Az idén azt díjazták, hogy több fizikus, bizalmat szavazva egy elméletnek, megpróbált a gyakorlatban igazolni egy próféciát.

A 2013. év fizikai Nobel-díját Francois Englert és Peter Higgs kapta, a Higgs-mechanizmus és a Higgs-bozon-elméletért. Talán soha nem fordult még elő, hogy valóban a díjra legesélyesebb kapta meg az elismerést. Korunk egyik legnagyobb fizikusa – Stephen Hawking – már 2012-ben is úgy vélte, hogy a Higgs-bozon felfedezése annyira fontos, hogy névadója megérdemelné a Nobel-díjat. (Annak ellenére, hogy Hawking maga nem hitt a szubatomi részecske létezésében.)

A 84 éves brit Higgs és a 80 éves belga Englert elméletét még három másik kutató is fölismerte, de közülük egy már nem él (Brout 2011-ben elhunyt), pedig előbb publikálta elméletét, mint Higgs. Englert viszont még virul, így ő lett a díj másik esélyese. A kicsit később publikáló másik három fizikus így kiesett a választhatók közül, mert egyszerre csak hárman kaphatnak megosztott Nobel-díjat.

Higgs 1964-ben közölte híres cikkét a róla elnevezett részecskéről. Évekig – eléggé el nem ítélhető módon – csak azért hívták előadásokra, hogy jól kinevessék a lehetetlennek tartott elméletet. Hogy valahol mégis izgatta a Higgs-bozon létezése a vidám kollégákat, igazolja, hogy a CERN-ben megépítették a nagy hadronütköztetőt, amivel már olyan kísérleteket is végezhettek, aminek eredményeként, ha igen rövid időre is, de azonosították a Higgs-bozont. A genfi székhelyű, nagy földalatti alagútban úgy felgyorsíthatják az elemi részecskéket, hogy a létrejövő hatalmas ütközés után megjelenhet a különleges részecske, a bozon.

Mi a Higgs-bozon? Az elemi részecskék viselkedését a régóta ismert Standard Modell nevű részecskefizikai elmélet írja le a legpontosabban. A mintegy harmincéves modell előrejelzései eddig mind bejöttek, közöttük sok új részecske, például bozonok, gluonok, egyes kvarkok, amelyeket a modell még a felfedezésük előtt helyesen jellemzett. Eddig egyetlen olyan részecskét jelzett előre, amelyet még nem találtak meg, ez volt a Higgs-bozon.

Létezését a kozmológia tudománya is feltételezte, mivel létezik valami olyasmi a világegyetemben, amit nem látnak és egyelőre nem is értenek a csillagászok. Nem tudták, hogy a szubatomi részecskéknek honnan van például tömege? Az elmélet szerint a tömegük abból származik, hogy a részecskék kölcsönhatásban vannak egy olyan mezővel, amely az egész univerzumot kitölti, ez pedig nem más, mint a Higgs-mező. A Higgs-bozon fajtái úgynevezett szuperszimmetrikusak, ez alkotja az univerzum mintegy 23%-át kitevő, ismeretlen természetű, sötét anyagot, vagy annak egy részét.

A Higgs-részecske felfedezésével először tudtak meg valamit a kutatók a világegyetem háromnegyedét kitevő, egyelőre teljesen ismeretlen sötét energiáról. Elérkezett hát a tudomány a sötét világok küszöbére.

A 2013. év fizikai Nobel-díja után egy egészen új csapáson fejlődhet tovább a kutatás. A kísérletektől várnak új információkat a sötét anyagról és a sötét energiáról is. A Higgs-bozon felfedezésével megtalálták azt a részecskét, amely nélkül nem lenne magyarázható a sötét anyag természete.

A CERN-ben magyar fizikusok is dolgoznak, hazánk hivatalosan 1992-ben kapcsolódott be a hatalmas kísérleti laboratórium munkájába. Bizonyítanivaló még bőven maradt. Például többször is igazolni kéne a 2012. július 4-én bejelentett sikert, a Higgs-bozon felfedezését. Emellett talán az is előfordulhat, hogy nem magát a rejtélyes „isteni részecskét” állították elő, hanem csak az egyiket a bozonok közül; utóbbiak alkotják a sötét anyag egy jó részét.

Molekulatervezés számítógépen

A természettudományokban a jó módszerek legalább olyan részesei az eredményes munkának, mint maga a felfedezés. Ezért gyakran szerepel a Nobel-díjasok között olyan egyén vagy munkacsoport, akik valami igazán eredményesen használható új módszert fejlesztettek ki, és sikerrel alkalmaztak.

A 2013. év kémiai Nobel-díját Martin Karplus, Michael Levitt és Arieh Warshel kapták megosztva, mert megteremtették a kémiai reakciók komplexebb számítógépes modellezésének lehetőségét. Mindhárman az Egyesült Államokban dolgoznak.

Még diákkorukból sokan emlékezhetnek arra a golyókból és pálcikákból álló készletre, amelynek segítségével modellezték az egyes molekulákat. Az atomok kapcsolódásából létrejövő molekulákat ugyanis nehéz térben elképzelni, és egymáshoz való viszonyuk lehetőségeit is térben jobban lehet értékelni. Arról nem szólva, hogy a valóságban egy-egy alakzat igen rövid ideig él a gyorsan lezajló kémiai reakciók során. Léteznek fénysebességgel lejátszódó folyamatok, amelyeket hagyományos módszerekkel lehetetlen elemezi. Például ilyen a zöld növényekre jellemző fotoszintézis vagy a gépjárművek katalizátorában lejátszódó gyors reakciók.

A három díjazott olyan módszert dolgozott ki számítógépes program formájában, amely élethű modellek alkotásával segíti a kémiai folyamatok lépéseinek láttatását. Különösen nagy gyakorlati haszna van a gyógyszermolekulák tervezésében és a szállító fehérjékkel való kapcsolódásuk megismerésében. Az új módszer segítségével előretervezhetőek gyógyszerek, így nem csoda, hogy olyan nagy a szintetikus medicinák kínálata. Sőt, előre ki lehet választani azokat a molekulákat, amelyek gyorsan és erősen kapcsolódnak az őket szállító proteinekhez (fehérjékhez).

A szimulációk olyan valódiak, hogy előrejelezhetik a hagyományos kísérletek végeredményeit, így „zsákutca” fennállása esetén időt, pénzt, sikertelenséget takaríthatnak meg a gyógyszerfejlesztők.

Az idei Nobel-díjakból sok minden kielemezhető. Az értékelésekben sokkal közelebb került a napi felhasználáshoz a díjazott téma. Emellett az elismert kutatók személye, eredményei nem igen kérdőjelezhetőek meg, olyan nagyot alkottak az emberiség számára. Az is kiderült, hogy a bonyolult kutatásoknak egy ember csak egy-egy részletét képes átfogni, ezért a teljességhez több kutató eredményes munkája szükséges; ezért is megosztottak a díjak. Ami negatív jelenség, hogy erőfeszítéseiket, sikereiket nem azzal a világraszóló ünnepléssel fogadják, mint ami méltányos lenne, és ha azt is mérlegre tesszük, hogy mennyit ér ma egy Nobel-díj, és mennyit fizetnek egy ügyes labdarúgóért, a következtetés magáért beszél.

Többen kérdezik ez idő tájt, hogy mikor lesz újabb magyar Nobel-díjas? Lehetséges, hogy még évekig kell várni, amíg az oktatás ismét fölnő régi rangjához. Amikor Higgs az 1960-as években kidolgozta elméletét, még személyi számítógépje sem volt. A fizikus bevallása szerint zsebszámológép sem rejtőzött a zsebében, csupán egy töltőtoll és némi papír, no meg fejében a zseniális elme. És ez elég volt ahhoz, hogy egy teljesen új világra nyisson ablakot.

Hankó Ildikó