OKO PLANETE

Za fiziku, medicinu i hemiju

Nobelova nagrada 2019

ZA FIZIKU

Kosmologija i egzoplanete

Trojica fizičara, Džejms Piblz (Kanada), Didije Kveloc i Majkl Mejor (Švajcarska) podelili su ovogodišnju Nobelovu nagradu za fiziku za doprinos shvatanju nastanka svemira i otkriće planeta koje kruže oko drugih zvezda. Mejor i Kveloc dobili su nagradu za traganje za egzoplanetama koje kruže oko drugih zvezda unutar naše galaksije, Mlečnog puta. Oni su zaslužni za otkriće prve takve planete izvan našeg Sunčevog sistema, 51 Pegasi b, velike planete slične Jupiteru, koja se nalazi u sastavu zvezde 51 Pegasi. Bilo je to 1995. godine. Od tada su astronomi otkrili više od četiri hiljade egzoplaneta, u delu Mlečnog puta. Važnost njihovog otkrića nije samo u tome što je ovo bila prva otkrivena planeta koji kruži oko svog "Sunca", već i u činjenici da je reč o velikoj gasovitoj planeti koja je veoma blizu matičnoj zvezdi  -  na samo 0,05 AU, odnosno 7,9 miliona kilometara.
Zvezda 51 Pegasi nalazi se na oko 50 svetlosnih godina od Zemlje, u sazvežđu Pegaza. Ona obiđe svoju planetu za samo četiri zemaljska dana, na temperaturi od oko 1.000°C. Ovo otkriće je  zauvek promenilo naše razumevanje svemira, stoji u obrazloženju nagrade.
Kanadski kosmolog Džejms Piblz nagrađen je za rad u teorijskoj fizici, tj. za za teorijska otkrića u kosmologiji. Njegov rad rasvetleo je strukturu i istoriju svemira u poslednjih pedeset godina, a njegov model Velikog praska opisuje kako je svemir, pre 14 milijardi godina, evoluirao iz iznimno vruće i guste "lopte" u ogroman hladan svemir koji se i danas širi. Piblz je svojim pročunima pokazao tragove razvoja ranog svemira u kosmičkom mikrotalasnom zračenju i ustanovio da je samo 5% vidljivog svemira sačinjeno od zvezda i planeta. Ostatak čine tamna materija i tamna energija.

ZA MEDICINU

Uticaj kiseonika na ćelije

Naučnici Vilijam Kelin, Piter Retklif i Greg Semenca osvojili su Nobelovu nagradu za medicinu za 2019. za otkriće "kako se ćelije osećaju i prilagođavaju dostupnosti kiseonika"
Trojica nagrađenih, kako je navedeno u obrazloženju Komiteta, otkrili su mehanizam jednog od najvažnijih životnih adaptivnih procesa. Oni su proširili znanja o tome kako nivo kiseonika utiče na ćelijski metabolizam i fiziološke funkcije.
Za osnovni značaj kiseonika se odavno zna; ali, kako se ćelije prilagođavaju promenama nivoa kiseonika, nije bilo poznato. To su otkrili ovogodišnji dobitnici Nobelove nagrade za medicinu. Ocenjeno je da njihova otkrića otvaraju put novim načinima borbe protiv anemije, raka i mnogih drugih bolesti.
Ovo istraživanje pokazuje na koji način prrisustvo i odsustvo kiseonika reguliše naše gene i kako organizam reaguje na manju količinu kiseonika, recimo kada se popnemo na planinu, ili kada dođe do infarkta ili povrede pa se dobija manje kiseonika. Ako razumemo način kako smanjena količina kiseonika dovodi do programirane ćelijske smrti, onda možemo da osmislimo lekove da sprečimo da ćelije, recimo, srčanog mišića ili neurona umiru tokom infarkta zbog manjka kiseonika.
Eritropoetin, hormon koji kontroliše nastanak crvenih krvnih zrnaca, regulisan je faktorima koje su otkrili ovogodišnji dobitnici Nobelove nagrade za medicinu. To su faktori indukovani hipoksijom, odnosno faktori transkripcije koji reaguju na smanjenje raspoloživog kiseonika u ćelijskoj sredini ili hipoksiju. Ključni fiziološki odgovor na hipoksiju je porast nivoa hormona eritropoetina, što dovodi do povećane proizvodnje crvenih krvnih zrnaca. Važnost hormonske kontrole eritropoeze bila je poznata još na početku 20. veka; ali, kako je taj proces sam kiseonik kontrolisao, ostalo je nerazjašnjeno.

ZA HEMIJU

Litijum-jonske baterije

Dobitnici ovogodišnje Nobelove nagrade za hemiiju su Džon Gudinaf, Stanli Vitingem i Akiro Jošima - za razvoj litijum-jonske baterije, lagane, punjive i snažne baterije koja se danas koristi u brojnim proizvodima, počev od mobilnih telefona do prenosivih računara i električnih vozila. Ova baterija može sadržavati velike količine energije iz solarnih elektrana i vetroparkova, omogućavajući društvo bez fosilnih goriva, ističe odbor za dodelu Nobelove nagrade.
Amerikanci Džon Gudinaf (Univerzitet Teksas, Ostin) i Stenli Vitingem (Univerzitet Binghamton, Njudžersi) i Japanac Akiro Jošima (Univerzitet Meijo, Nagoja) "stvorili su svet koji se može puniti", navedeno je u saopštenju Švedska kraljevska akademija nauka.
Litijum-jonske baterije koriste se širom sveta za rad prenosivih elektronskih uređaja koje koristimo u komunikaciji, radu, obrazovanju, za slušanje muzike i učenje. Te baterije omogućile su razvoj električnih vozila većeg dometa i skladištenje energije iz obnovljivih izvora.
Temelji litijum-jonske baterije postavljeni su u vreme naftne krize 1970-ih. Tada je Stenli Gudinaf  radio na razvoju metoda koje bi otvorile put tehnologijama bez korišćenja fosilnih goriva. Počeo je da istražuje superprovodnike i otkrio materijal bogat energijom. To je upotrebio za stvaranje inovativne katode u litijumskoj bateriji, napravljenoj sa disulfidom titanijuma koji, na molekularnom nivou, ima prostor koji može da primi litijumske jone.

Baterijska anoda delom je bila napravljena od litijuma koji ima kapacitet otpuštanja elektrona. To je rezultiralo baterijom koja je imala veliki napon, nešto više od dva volta. Ali, metalni litijum je reaktivan a baterija je bila previše eksplozivna da bi bila održiva. Džon Gudinaf je procenio da bi katoda imala i veći napon da je napravljena uz korišćenje metalnog oksida umesto metalnog sulfida. On je 1980. pokazao da kobaltni oksid s interkaliranim litijumskim jonima može proizvesti veliku energiju.
Koristeći Gudinafovu katodu kao temelj, Akiro Jošima je stvorio prvu komercijalnu litijumsku bateriju, 1985. Umesto reaktivnog litijuma, za anodu je koristio materijal od ugljenika koji je poput katode od kobaltnog oksida mogao da interkalira litijumske jone. Rezultat je bila lagana, otporna baterija koja se mogla puniti više stotina puta. Prednost litijum-jonskih baterija je u tome da se ne oslanjanju na hemijske reakcije kojima se razgrađuju elektroni nego na litijumskim jonima koji se kreću napred-nazad, između anode i katode. Litijum-jonske baterije unele su revoluciju u naše živote od prve pojave na tržište 1991.

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"