Sezon na bozony

Sezon na bozony

Za boską cząstkę, chemię bez próbówek i komórkowy rozkład jazdy.

Wydział fizyki na uniwersytecie w Edynburgu. Pod portretem emerytowanego profesora fizyki Petera Higgsa ktoś dokleja kartkę z napisem „Well done, Peter!”. Wśród studentów panuje euforia, gdy czekają na wykład 84-letniego już Higgsa, który właśnie otrzymał Nobla. Cały uniwersytet powtarza historię o cząstce, której istnienie przewidziano w latach 60., a której niedawne odkrycie dopełnia gmach fizyki. Odkrywca „boskiej cząstki” staje się bożyszczem. Jego sukces rozbudza nadzieje w pokoleniu młodych fizyków. – Panuje u nas istna higgsteria – mówi Michał Kępa, doktorant fizyki na wydziale Higgsa. – Ale profesor stara się to ignorować. Traktuje tę celebrycką popularność z dystansem, ponieważ zwyczajnie sobie z nią nie radzi. Ma już w końcu swoje lata.

Fizyka: boski bozon Higgsa


Bohaterów tej historii powinno być co najmniej trzech, ale jeden nie żyje. Tegorocznego Nobla z fizyki Peter Higgs otrzymał wspólnie z 80-letnim Belgiem Franćois Englertem, za sformułowanie tzw. mechanizmu Brouta- -Englerta-Higgsa wyjaśniającego nietypowe właściwości cząstek elementarnych. Niestety, ponieważ wysiłek badaczy często jest nagradzany po kilkudziesięciu latach od odkrycia, jeden z trójki naukowców, Robert Brout, zmarł w 2011 r., nie doczekawszy nagrody.

Za co przyznano Nobla? Za przewidzenie, że wokół nas musi istnieć niewidzialne, przenikające wszystko pole, w kontakcie z którym cząsteczki otrzymują masę. Takie pole wypełnia najwyraźniej nawet próżnię. Niektóre cząsteczki to pole „czują” i reagują na nie, nabierając masy, a niektóre – np. fotony – nie reagują, przez co masy mieć nie będą. To mniej więcej taka różnica jak między pędzącymi z wielką prędkością rowerzystami – na jednego działałby opór powietrza, a drugi jechałby tak, jakby opór w ogóle nie istniał. W podobny sposób różne cząstki mogą inaczej reagować na pole Higgsa, a przez to zyskiwać różne właściwości. W mediach nieraz słyszymy – mimo protestów samego Higgsa, który jest zadeklarowanym ateistą – że jego pole składa się z „boskich cząstek”. Dlaczego? Bo to pole daje masę i pomaga w wyjaśnieniu struktury materii, a materia w potocznym rozumieniu kojarzy się z tym, co istnieje. Z kolei sprawcą istnienia jest według religii Bóg. Jak u licha naukowcy wpadli na pomysł, że tak dziwaczne pole musi istnieć? – Obecnie w fizyce obowiązuje model standardowy, opisujący podstawowe oddziaływania, które widzimy w przyrodzie – tłumaczy prof. Jan Płazowski, fizyk i wykładowca filozofii na Uniwersytecie Jagiellońskim. – W tym modelu brakowało jednak wyjaśnienia, dlaczego niektóre teoretycznie bezmasowe cząstki mają masę.

To tak, jakbyśmy mieli prawie ukończoną kopułę budynku, ale widzieli w niej dziurę, którą trzeba zapełnić. Higgs i spółka od lat 60. proponowali zasklepienie tej dziury koncepcją pola masodajnych cząstek z rodziny bozonów. Przekonali do tej idei tak wielkie grono naukowców, że międzynarodowy instytut CERN zapragnął eksperymentalnie potwierdzić ich przypuszczenia. W 2008 r. powstał zderzacz hadronów – wielokilometrowy podziemny pierścień, w którym zamontowano aparaturę zderzającą cząsteczki z nieprawdopodobną prędkością. W zeszłym roku w wyniku takiego zderzenia uzyskano wreszcie pomiar wskazujący, że bozon Higgsa istnieje. – Potrzeba było 50 lat pracy, ponad 10 tys. ludzi zaangażowanych przy projekcie i miliardów euro, ale w końcu się udało! – podsumowuje Michał Kępa.

Chemia: molekularne klocki lego

Wiele miliardów euro oszczędziliśmy za to dzięki laureatom tegorocznego Nobla z chemii. Nagrodzeni Martin Karplus z Uniwersytetu Harvarda, Michael Levitt z Uniwersytetu Stanforda oraz Arieh Warshel z Uniwersytetu Południowej Kalifornii są ojcami chemii obliczeniowej. To dyscyplina nauki, w której zamiast przeprowadzać eksperymenty w szklanych naczyniach, prowadzi się symulacje w komputerze. Dzięki temu nie trzeba przeprowadzać kosztownych badań, aby się dowiedzieć, jak zareagują na siebie pewne cząsteczki i jakie właściwości będzie mieć produkt ich połączenia. Takie symulacje, zwane modelowaniem, odgrywają dziś ogromną rolę w projektowaniu leków, gdy naukowcy tworzą struktury chemiczne. Dzięki składanemu z wirtualnych klocków modelowi można przewidzieć, jaka cząstka najlepiej się dopasuje np. do jakiegoś białka i zmieni je w kierunku pożądanym przez farmaceutów. – Kiedyś chemicy tworzyli modele molekuł, używając plastikowych kulek i patyczków, ale dziś tworzenie modeli to zadanie dla komputerów – napisali członkowie Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk przyznającej Nagrody Nobla.

Jak działa model? Komputerowy program zna prawa fizyki klasycznej, dzięki czemu potrafi symulować ruch atomów. Zna też prawa fizyki kwantowej, które opisują powstawanie i zanikanie wiązań chemicznych. Na podstawie tych praw i uogólnionych wyników eksperymentów przeprowadzonych w realnym świecie komputer próbuje odpowiedzieć na pytanie, jak się zachowają cząsteczki w różnych konfiguracjach. Komputerowi chemicy, którzy dostali w tym roku Nobla, mają obywatelstwo USA. Karplus dodatkowo ma austriackie, Levitt brytyjskie oraz izraelskie, a Warshel izraelskie. Nie przez przypadek – Izrael jest pionierem chemii obliczeniowej. – Wszyscy laureaci spotkali się pod koniec lat 60. w Instytucie Nauki Weizmanna w Rehovot w Izraelu, gdzie powstawały zręby współczesnego modelowania – mówi Marcin Suskiewicz, doktorant w wiedeńskim Instytucie Patologii Molekularnej. – Od tego czasu Karplus pracował oddzielnie, a Levitt i Warshel częściowo razem. Levitt zresztą spędza dużo czasu w Izraelu, gdzie mieszka jego żona. Gdy pracowałem w izraelskim Instytucie Nauki Weizmanna, profesor zrobił na mnie ogromne wrażenie. Na seminariach zawsze pisał coś na laptopie. Przełączając co chwila okna, równocześnie słuchał prelegenta. Szybko mówił i pewnie jeszcze szybciej myślał. Mimo wszystko nagroda dla naukowców zajmujących się chemią tylko w świecie wirtualnym to dość nietypowa sprawa. Wiedzą o tym nagrodzeni: – Chemię z prawdziwego zdarzenia uprawiam tylko wtedy, gdy gotuję w kuchni – śmieje się Karplus.

Medycyna: komórkowy rozkład jazdy

Nagrodę z fizjologii i medycyny także zdominowali Amerykanie. Dostali ją James E. Rothman z Uniwersytetu Yale i Randy W. Schekman z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley oraz badacz amerykańsko- -niemiecki Thomas C. Südhof z Uniwersytetu Stanforda. Wszyscy są koło sześćdziesiątki – jak na noblistów to niewiele – i zostali nagrodzeni za badania nad transportem substancji w komórkach. – Komórka jest jak zatłoczone, pełne fabryk miasto, gdzie proces produkcji i transportu musi być regulowany – tłumaczy Justyna Zaborowska, biolog molekularny z uniwersytetu w Oksfordzie. – Transport substancji przypomina transport towarów w godzinach szczytu. W każdej komórce istnieją odpowiedniki ulic, pojazdów i różnych typów załadunku.

Rolę pojazdów odgrywają pęcherzyki komórkowe, które mogą przyjmować różne substancje jako załadunek. Jeśli regularnie będą brać na pokład niewłaściwy towar i dostarczać go zwyczajową trasą, człowiekowi grożą choroby neurologiczne, cukrzyca albo zaburzenia odporności. Nic dziwnego, gdyby do huty codziennie zamiast stali dostarczano warzywa, produkcja by w końcu stanęła, a pracownicy ogłosiliby strajk. Każdy z trzech laureatów odkrył inny czynnik powodujący, że właściwa substancja zostanie zabrana przez odpowiedni pęcherzyk i dotrze na właściwe miejsce w przewidzianym czasie. Schekman opisał geny odpowiedzialne za właściwy ruch pęcherzyków, Rothman – białkowy proces, dzięki któremu pęcherzyk może poprowadzić wyładunek substancji, a Südhof – czynniki wpływające na proces wyładunku. – Transport komórkowy to dzisiaj dobrze już zbadana dziedzina – mówi Zaborowska. – Ale młodsze obiecujące gałęzie medycyny jeszcze będą mieć swój czas na Nobla. ■

Okładka tygodnika WPROST: 42/2013
Więcej możesz przeczytać w 42/2013 wydaniu tygodnika „Wprost”
Zamów w prenumeracie lub w wersji elektronicznej:
 0

Spis treści tygodnika Wprost nr 42/2013 (1599)

  • Zseksualizowane dzieci 13 paź 2013, 20:00 Kto „seksualizuje” nasze dzieci? Nie wiem. Wiem natomiast, że określenie to rozpanoszyło się w publicznym dyskursie. Wystarczy włączyć Radio Maryja, poczytać jedno z pism niepokornych, takich jak „Nasz Dziennik”,... 4
  • Skaner 13 paź 2013, 20:00 świat Malala bez Nobla Organizacja ds. Zakazu Broni Chemicznej (OPCW) dostała Pokojową Nagrodę Nobla. Decyzja Norweskiego Komitetu Noblowskiego jest zaskoczeniem. Świat oczekiwał wyróżnienia dla 16-letniej Pakistanki Malali Yousafzai.... 8
  • Wycieczka za ruble Kantora 13 paź 2013, 20:00 Podróż polskich dziennikarzy do Moskwy organizował człowiek, o którym w Czechach pisano, że jest rosyjskim szpiegiem. 14
  • Zacharski wraca do kraju 13 paź 2013, 20:00 Zacharski nie był dobrze przygotowany do wykonywania zadań szpiegowskich w Ameryce – mówi w rozmowie z „Wprost” były oficer wywiadu Vincent Severski. 18
  • Fundacja, Tygrys i miliony 13 paź 2013, 20:00 Do fundacji Dobre Szanse Dariusza Michalczewskiego trafiają miliony złotych. Nie bardzo wiadomo, co się z nimi dzieje. 20
  • Ucieczka z trumny 13 paź 2013, 20:00 Uznana za zmarłą 84-latka z Bydgoszczy miała szczęście, bo obudziła się przed swoim pogrzebem. Ale nie każdemu to się udaje. 28
  • Kiedy umiera mózg 13 paź 2013, 20:00 Wpiszę siebie i córki na listę osób, które nie zgadzają się na oddanie swoich organów – mówi Ewa Błaszczyk, aktorka, szefowa fundacji Akogo?. 32
  • Powieści, które działają jak prozac 13 paź 2013, 20:00 Gdy fani Marka Piegusa dorastali, zwykle płynnie przenosili uczucia na Lesia. Edmunda Niziurskiego i Joannę Chmielewską łączy więcej, niż można by przypuszczać. 36
  • Własna firma lekiem na kryzys 13 paź 2013, 20:00 W sytuacji, gdy o dobrą pracę, w dodatku dającą pewność zatrudnienia, niełatwo, warto pomyśleć o założeniu własnej firmy, która dałaby szansę na stabilizację zawodową. 38
  • Cena za rodzica 13 paź 2013, 20:00 Alimenty to obowiązek. Tak jak pokrycie kosztów pobytu w domu opieki społecznej. Nawet jeśli rodzic pił, bił i nie łożył na utrzymanie. Prawo jest twarde – dzieci muszą płacić. 41
  • Bohater z przypadku 13 paź 2013, 20:00 Dwa lata po słynnym lądowaniu bez podwozia bohater tamtego lotu Tadeusz Wrona wydaje książkę „Ja, kapitan”. W rozmowie z Marzeną Rogalską opowiedział, dlaczego zdecydował się ją opublikować i co się wydarzyło podczas lotu z Nowego Jorku. 44
  • Biegiem po śmierć 13 paź 2013, 20:00 W pogoni za endorfinowym kopem lub popędzani niezdrową ambicją biegną coraz szybciej, coraz dłużej. I zdarza się, że umierają. 48
  • Żyjemy, bo nie żyją 13 paź 2013, 20:00 Przeczytałem z opóźnieniem książkę Piotra Zychowicza „Pakt Ribbentrop – Beck, czyli jak Polacy mogli u boku III Rzeszy pokonać Związek Sowiecki”. Była książką roku 2012, z pewnością wielu z państwa ją zna, więc... 52
  • Z Pershingiem w łóżku 13 paź 2013, 20:00 Sympatyczny, nieco zagubiony, z klasą. Taki był według Krzysztofa Jackowskiego słynny gangster Pershing. Rozmowa z jasnowidzem z Człuchowa w książce Ewy Ornackiej i Piotra Pytlakowskiego „Nowy alfabet mafii”. 54
  • Igrzyska na podsłuchu 13 paź 2013, 20:00 Przed olimpiadą w Soczi Rosja zalicza serię wpadek. Najnowszą jest ujawnienie systemu podsłuchiwania sportowców. Na złość Kremlowi nawet olimpijski ogień nie chce płonąć. 58
  • Najciekawsze projekty CSR 13 paź 2013, 20:00 Przedstawiamy najciekawsze projekty z zakresu CSR, czyli jak firmy pomagają najbardziej potrzebującym – planecie, pracownikom i lokalnym społecznościom. 61
  • WWWunderground 13 paź 2013, 20:00 Padła największa na planecie internetowa giełda narkotyków. Ale sieciowe podziemie ma się świetnie – działają w nim dilerzy, pedofile, terroryści i agenci wywiadów. 64
  • Sezon na bozony 13 paź 2013, 20:00 Za boską cząstkę, chemię bez próbówek i komórkowy rozkład jazdy. 66
  • Polacy Chińczykami Europy 13 paź 2013, 20:00 Dlaczego Amazon wchodzi do Polski? Bo w Niemczech płaci 9 euro za godzinę, a tu zapłaci nam TYLKO 10 ZŁ. 68
  • Ciepły dom 13 paź 2013, 20:00 Co roku przez nieszczelne, źle dobrane okna z naszych domów ucieka ponad 40 proc. ciepła. W domu jest nie tylko zimno, ale też z naszego budżetu uciekają niepotrzebnie pieniądze na olbrzymie rachunki. Koszt wymiany okien w domu czy... 71
  • Zatrzymać ciepło 13 paź 2013, 20:00 Drzwi zewnętrzne to pierwsza zapora przed zimnem, która powinna być równie wytrzymała na działanie czynników zewnętrznych jak stolarka okienna. Dlatego wybierajmy produkty o odpowiednich parametrach, sprawdzonej jakości potwierdzonej atestami oraz przypilnujmy ich właściwego... 80
  • Nasz dom bezpieczny jak nigdy dotąd 13 paź 2013, 20:00 Żyjemy w czasach, w których dzięki nowoczesnym technologiom wiele rzeczy możemy wykonywać samodzielnie, a do tego jeszcze na odległość. 83
  • Pozory i Symulacje 13 paź 2013, 20:00 Pomysłu PiS na przewalutowanie kredytów we frankach wstydzą się nawet niektórzy partyjni eksperci. Ani to możliwe, ani sensowne – ale dobrze brzmi. 85
  • Galop, kłus, rebus 13 paź 2013, 20:00 „Inferno”, nowa powieść Dana Browna, jest dowodem na to, że śmiertelna powaga i intelektualne pretensje raczej nie służą literaturze rozrywkowej. 86
  • Gniew Latynosa 13 paź 2013, 20:00 Nie robi arcydzieł, nie płaci aktorom zawrotnych sum. Ale najlepsi chcą się z nim bawić. Robert Rodriguez powraca. 90
  • Kalejdoskop kulturalny 13 paź 2013, 20:00 Powrót grunge’owych bogów Wszalonym recyklingu popkultury grunge zdążył już eksplodować, zniknąć i wrócić na fali nostalgii. A oni wciąż trwają. Robią swoje, bo nie potrafią przestać. Na półki trafiła właśnie dziesiąta... 92
  • Top 10 - kultura 13 paź 2013, 20:00 Top 10 kino 1. „Wałęsa. Człowiek z nadziei” reż. Andrzej Wajda ITI Cinema 2. „Turbo” reż. David Soren Imperial Cinepix 3. „Labirynt” reż. Denis Villeneuve Monolith FiLms 4. „Czas na miłość”... 96
  • Mała czarna 13 paź 2013, 20:00 Kawa. Aromatyczna, wykwintna, wzbudzająca kontrowersje – żadnego innego napoju nie odrzucaliśmy ani na powrót nie przyjmowaliśmy tak często, jak jej. 98
  • Relaks w filiżance 13 paź 2013, 20:00 Herbata jest – tuż po wodzie – najpopularniejszym napojem Polaków. Kto nie raczy się nią przynajmniej raz dziennie? 102
  • Bomba tygodnia 13 paź 2013, 20:00 Literatka Do grona celebrytek udzielających wywiadów rzek obnażających to i owo dołączyła Małgorzata Potocka. Udzieliła wywiadu Krystynie Pytlakowskiej pod znaczącym tytułem „Obywatel i Małgorzata”. Jest to głównie... 106

ZKDP - Nakład kontrolowany