TTK-s Nyúz XXVII/6, 2003. október 29.

A 2003-as Nobel-díjak

Fizika

A díjat hárman kapták megosztva, Alekszej Abrikoszov és Vitalij Ginzburg a szupravezetés, Anthony Leggett a szuperfolyékonyság területén való elméleti kutatásaikért.

A különféle anyagok elektromos vezetőképességével a XIX. században jöttünk tisztába. Kiderült, hogy a legjobb vezetők is rendelkeznek valamekkora ellenállással, amit a mozgó elektronok és az anyag kölcsönhatása okoz, és a vezető melegedésével jár. 1911-ben Kamerlingh Onnes -később Nobel-díjjal jutalmazott holland fizikus - felfedezte, hogy -270 fokra, az abszolút nulla közelébe hűtött higany vezetési ellenállása teljesen eltűnik. Továbbá az ún. I-es típusú szupravezető anyagok teljesen kiszorítják magukból a környező mágneses teret. A 70-es években ezek elméleti magyarázatáért szintén Nobel-díj járt. Abrikoszovnak most a II-es típusú, a mágneses mezőt befogadó, és a korábbi teória által meg nem magyarázható szupravezetőket sikerült leírnia. Leírása Landau és Ginzburg 50-es években kidolgozott, különféle fázisátmenetekkel foglalkozó általános elméletén alapult. A szupravezetőkre bevezetett úgynevezett "rendparaméter" bizonyos értéke fölött elméletük szerint új fajta állapotnak kellett megjelennie. Az akkoriban ismert szupravezető anyagokra azonban a rendparaméter nem haladta meg ezt a kritikus értéket. Abrikoszovnak sikerült megmutatnia, hogy az azóta ismertté váló II-es típusú szupravezetőkre ez a mennyiség a megfelelő értéket veszi fel.

A szupravezetők jelentősége már most is nagy (pl. orvosi diagnosztikai eszközökben (MRI), nagy energiájú részecskegyorsítókban), a technika fejlődésével pedig mind magasabb hőmérsékleten (jelenleg -150 °C körül) lesznek elérhetőek, és alkalmazásuknak csak a fantázia szab határt.

A 30-as években felfedezték, hogy a folyékony héliumot (⁴He) megfelelően alacsony hőmérsékletre (kb. 4 K alá) hűtve, megszűnik a folyadék mozgásából fakadó minden belső ellenállás, szuperfolyékonnyá válik. Ez érdekes tulajdonságokhoz vezet, például a nyílt edényben magára hagyott folyadék "kimászik" az edény falán. Ezeket a jelenségeket csak a kvantummechanika magyarázza meg - amit szintén Nobel-díjjal honoráltak, akárcsak a tulajdonság felfedezését. Akárcsak a szuperfolyékonyság felfedezését a hélium egy sokkal ritkábban előforduló, ³He izotópjánál, amihez nagyjából ezerszer alacsonyabb hőmérsékletet kellett előállítani. Anthony Leggett - egyébként más területen is alkalmazott - elmélete segítségével leírhatóvá vált az atompárokba rendeződő, mágneses tulajdonsággal rendelkező, ezért anizotróp, szuperfolyékony ³He folyadék bonyolult, többfázisú visekledése.

A szuperfolyékonyságot egyelőre legfeljebb a fizikai törvények megismerésére használják, a ³He esetében például a turbulenciák keletkezésének vizsgálatára.

Kémia

A díjat Peter Agre és Roderick MacKinnon kapta a sejtek határolófalában lévő csatornák felfedezéséért és működésük leírásáért.

Már a XIX. század közepe óta sejtették, hogy a sejtek falain keresztül valahogyan át kell jutnia a vízmolekuláknak a nyomás szabályozása érdekében. Mégis a 1990-es évekig kellett várni, amíg Peter Agre felfedezte az első ilyen vízcsatornát. Sikerült elkülönítenie egy proteint, amit később akvaporinnak ("vízpórus") nevezett, melynek hiányában a sejtfalak megszűntek vízáteresztőnek lenni. 2000-re sikerült megalkotni szerkezetéről az első nagyfelbontású háromdimenziós képet, melynek segítségével érthetővé vált a vízcsatornák működése. Ami nem nyilvánvaló, hiszen szelektíven kell működnie, például a víznél nem nagyobb protonokat/H3O+ molekulákat nem engedheti át. A kulcs az akvaporin megfelelően elhelyezkedő elektromos töltéseiben rejlik. Működésük minden élőlényben fontos. Vesénk például naponta 170 liter vizeletet képez, nagy része azonban a különböző akvaporinokon keresztül újra elnyelődik, és csak egy liter hagyja el testünket.

Szintén vagy száz éve sejtik, hogy ioncsatornáknak is kell lenniük a sejtmembránokban. Ötven éve mutatták meg, hogy az idegsejtek között terjedő jelek működése is ionok vándorlásának segítségével történik. Különösen érdekes volt, hogyan működhetnek olyan csatornák, amelyek a káliumiont átengedik, de a nála kisebb nátriumiont nem. Roderick MacKinnon eredetileg orvos volt, csak 30 éves korától kezdett el érdeklődni az ioncsatornák iránt. Mégis neki sikerült először, 1998- ban feltárnia egy csatorna szerkezetét és működését. Megmagyarázta az említett szelektív működést is. A vízben az ionok köré meghatározott távolságban vízmolekulák csoportosulnak. A csatornába belépve a csatornafalak éppen olyan távolságban vannak, mint a káliumiontól a vízmolekulák, így azok szerepét átveszik, és a kálium észrevétlenül siklik keresztül a csatornán, miközben a pontosan nem illeszkedő nátrium inkább az oldatban marad. Mi több, sikerült megmutatni, hogy a csatornák végén kapuk és őket irányító, különböző egyéb anyagokra érzékeny szenzorok vannak, lehetővé téve az ionáramlás szabályozását.

Orvostudomány-élettan

Paul Lauterbur és Peter Mansfield kapta a díjat, a mágneses rezonancián alapuló képalkotás (MRI) terén végzett munkásságukért.

MRI felvétel.

Erős mágneses mezőben lévő atommagok rezgésének frekvenciája a mező erősségétől függ. Energiájuk ezzel a frekvenciával megegyező rádióhullámokkal növelhető, majd az alapállapotba visszatérő magok által kibocsátott hullámok detektálhatók. Ezek a felfedezések ötven éve Nobel-díjat szültek. A hetvenes évekig azonban csak általános anyagvizsgálatra volt használható, az anyagminták szerkezetének részleteiről nem nyújtott információt. Paul Lauterbur megmutatta, hogy homogén mágneses mező helyett egy gradienst használva létrehozható olyan eljárás, amellyel kétdimenziós képek készíthetők az anyag szerkezetéről. Ez lehetővé tette az MRI megszületését. Peter Mansfield megmutatta, hogyan lehet az eljárást lényegesen felgyorsítani, így lehetővé vált az egymás utáni kétdimenziós szkennelésekből háromdimenziós képek megalkotása.

A nyolcvanas évektől kezdve gyors terjedésnek indult az MRI, ma 22 000 eszköz dolgozik a világon, melyek évente összesen 60 millió vizsgálatot végeznek. Az MRI előnye, hogy jelenlegi tudásunk szerint egyéb hasonló módszerekkel (pl. röntgenkép) szemben nem károsítja a szervezetet.

Közgazdaságtan

Clive W. J. Granger és Robert F. Engle kutatókat tüntették ki a gazdasági idősorokra alkalmazható új statisztikai módszerek kifejlesztéséért.

A gazdasági idősorok egyszerűen különböző gazdasági változók - mint például a GDP, a fogyasztói árak, átváltási árfolyamok - időbeli alakulását tartalmazó adatsorok. Ezeknek az adatoknak az alakulása nem stacionárius: hosszú távon sem állnak be egy egyensúlyi értékre, hanem változó trendet követnek. Granger megmutatta, hogy az addig használt - stacionárius adatokra kifejlesztett - statisztikai módszerek hibás eredményekre vezethetnek, például nem létező összefüggéseket mutathatnak ki teljesen független változók között is. Kifejlesztett egy kointegrációnak nevezett módszert, amely különböző, egyenként nem stacionárius adatsorok speciális, együtt már állandó kombinációján alapul. Manapság sok területen alkalmazzák, ahol a rövidtávú hatásokat nagy véletlenszerű kilengések jellemzik, miközben a hosszútávú változásokat egyensúlyban lévő gazdasági kapcsolatok korlátozzák, mint pl. az átváltási árfolyamok és az árszínvonal, a fogyasztás és a jólét, vagy a részvényárfolyamok és az osztalékok.

Engle érdeme egy másik problémára kifejlesztett megoldás. Arról van szó, hogy az adatok ingadozásai nem teljesen véletlenszerűek: az idő múlásával olykor nyugalmasabb, kisebb kilengéseket produkáló periódusokat máskor nagy fluktuációkat produkáló szakaszok követnek. A kutató módszere (autoregresszív feltételes heteroszkedaszticitás) ezen a területen alkalmazható. Legfontosabb alkalmazási területe a financiális szektor, ahol különböző kockázatok felmérésére és kezelésére használják.

Irodalom

Idén a dél-afrikai John Maxwell Coetzee kapta az elismerést. A búr származású, de angol anyanyelvű író korábban Angliában és Amerikában is élt, jelenleg pedig egy ausztráliai egyetemen tanít. Regényeiért eddig is számos díjban és elismerésben részesült, mint egyébként egyre több posztkoloniális, a volt brit gyarmatokról származó író is - elég csak a két évvel ezelőtt Nobel-díjjal jutalmazott trinidadi V. S. Naipaulra gondolni. Coetzee regényeinek témái között szerepel a posztgyarmati lét, a gyarmati örökség feldolgozása, az apartheid-rendszer, valamint a britek és a (holland eredetű) búrok közötti konfliktusok, illetve a feketék és a fehérek kapcsolata. Posztmodern regényei közül némelyik korábbi művek újragondolása, mint a Foe (Defoe Robinsonja után). További könyvei a Dosztojevszkijt idéző The Master of Petersburg, a Kafka és Beckett örökségét hordozó Life and Times of Michael K, vagy a magyarul is megjelent A barbárokra várva, amely az azonos című Kavafisz-vers kiterjesztése. Dusklands és Disgrace című köteteit is a legrangosabb brit irodalmi elismerésnek számító Booker-díjjal tünteték ki, az In The heart Of The Country című regényéből Dust címmel film készült. A napokban jelent meg legújabb műve, az ausztrál témájú Elisabeth Costello: Eight lessons.

Béke

Az iráni Sirin Ebadi jogásznőnek ítélte a díjat a bizottság, melynek tagjait egyébként a többi díjjal ellentétben - talán svéd honfitársai iránti bizalmatlanság miatt - Nobel végrendelete szerint a norvég parlament választja ki.

Néhányan olyan biztos befutónak gondolták II. János Pál pápát idén - romló egészsége miatt talán az utolsó lehetséges alkalommal -, hogy a kihirdetés után Lengyelországban néhány keserű hang is megjelent. Pedig talán a pápa is örül a talán az egész muszlim világnak szóló gesztusnak.

A jogásznő 1975-től az egyik első női bíró volt, egészen az 1979-es iszlám forradalomig, amikor le kellett mondania posztjáról. Az demokráciát - mely a részben teokratikus irányítású Iránban még messze van a megvalósulástól - az iszlámmal összeegyeztethetőnek tartja. Az emberi jogok, elsősorban a gyermekek és nők jogainak védelméért szállt síkra, jogi segítséget nyújtott az üldözötteknek. Mindig békés eszközöket használt, miközben számos alkalommal bebörtönözték. Nyilatkozata szerint a díj jót fog tenni az országban uralkodó helyzetnek. A díjat a reformpártok is üdvözölték, miközben hivatalos szinten a hallgatástól az elítélő kommentárokig terjedt a reakció.

Koronczay Dávid
fu@hali.elte.hu