Kemian ja fysiikan Nobelit menivät äärimmäisen tarkkojen tutkimuslaitteiden kehittäjille.

Kemian Nobel-palkinnon saivat Jacques Dubochet Lausannen yliopistosta, Joachim Frank Columbian yliopistosta sekä Richard Henderson Cambridgen yliopistosta, kertoi Nobel-komitea 4. lokakuuta 2017 tiedotustilaisuudessaan Tukholmassa.

Kolmikko on kehittänyt kryoelektronimikroskopiaa, jonka avulla kyetään kuvaamaan molekyylejä solussa.

Pitkään ajateltiin, ettei biomolekyylien tutkimus onnistu elektronimikroskoopilla, koska voimakas elektronisuihku tuhoaa biologista materiaalia. Vuonna 1990 Henderson kuitenkin onnistui luomaan sen avulla ensimmäisen tarkan kuvan proteiinista.

Frank kehitti menetelmän, jolla elektronimikroskoopin sumeat, kaksiulotteiset kuvat analysoidaan ja yhdistetään tarkoiksi kolmiulotteisiksi rakenteiksi.

Dubochet onnistui vielä lisäämään mukaan veden.

Nestemäinen vesi nimittäin haihtuu elektronimikroskoopin tyhjiössä, ja kun biomolekyyli kuivuu, se hajoaa.

1980-luvulla Dubochet kuitenkin keksi, että jos vesi jäähdytetään salamannopeasti, biologisen molekyylin rakenne säilyy ehjänä jopa tyhjiössä.

Tätä nykyä kryo-EM-kuvantamisella kyetään näkemään jopa proteiinien yksittäiset atomit. Viime vuosina menetelmällä on tarkasteltu kaikkea elävää antibioottiresistenssiä aiheuttavista proteiineista zika-viruksen pintarakenteeseen.

Kryoelektronimikroskopia on muuttanut koko bioteknologian, komitea painottaa tiedotteessaan.

Fysiikan Nobel puolestaan myönnettiin LIGO/Virgo-hankkeen pioneereille.

”Kauan sitten kaukaisessa galaksissa kaksi mustaa aukkoa yhtyi toisiinsa”, aloitti Nobel-komitean fysiikan asiantuntijajäsen, professori Olga Botner Uppsalan yliopistosta palkitsemisen perustelut 3. lokakuuta 2017 tiedotustilaisuudessa.

Tämä mustien aukkojen sulautuminen värisytti aika-avaruutta, ja 1,3 miljardin vuoden kuluttua, tarkkaan ottaen 14.9.2015, nuo väreet – gravitaatioaallot – rekisteröitiin maapallolla herkimmällä ihmisen koskaan rakentamalla laitteistolla: LIGO:lla. Se koostuu kahdesta 3 000 kilometrin päässä toisistaan sijaitsevasta interferometristä, jotka työskentelevät parina.

Havainto ravisteli maailmaa, sillä gravitaatioaaltoja ei ollut koskaan aiemmin kyetty suoraan mittaamaan, vaikka Einstein oli ennustanut niiden olemassaolon jo sata vuotta aiemmin.

”Einstein oli siis oikeassa – taas kerran”, Botner sanoi.

Mullistava värähdys näytti ja kuulosti tältä:

Video: Ääni, kun kaksi mustaa aukkoa sulautuu. Lähde: LIGO Lab Caltech / MIT / YouTube.

”Signaali on niin heikko, että se vavahduttaisi 13 000 kilometriä pitkää viivoitinta vain 0,000000000001 millimetriä. Silti se pystyttiin erottamaan”, Botner kommentoi.

Nyt gravitaatioaaltoja on napattu kiinni jo neljästi – tuorein tapaus julkistettiin syyskuussa 2017.

LIGOa ei olisi olemassa ilman Rainer Weissia, Kip S. Thornea ja Barry C. Barishia, Nobel-komitea totesi.

Massachusettsin teknillisen korkeakoulun (MIT) emeritusprofessori Weiss ratkoi, miten gravitaatioaallot saadaan seulottua esiin tämän äärimmäisen herkän instrumentin noukkimista muista värähdyksistä.

Kalifornian teknillisen yliopiston (CALTECH) emeritusprofessori Thorne taas ennusti, millaisia signaaleja voidaan ylipäätään odottaa.

Barish puolestaan veti koko valtavan LIGO-projektin maaliin. Hänkin on CALTECHin emeritusprofessori.

Weissille jyvitettiin fysiikan Nobelista puolet, Barish ja Thorne jakoivat toisen puolen.

Palkitut edustavat kuitenkin yli tuhannen tieteilijän yhteistä hanketta, komitea huomautti. Myös Weiss korosti haastattelussaan, että gravitaatioaaltojen havaitseminen onnistui laajan tutkijajoukon ansiosta.

Aika-avaruuden värähdyksiä metsästää LIGOn lisäksi tätä nykyä myös Italiassa sijaitseva Virgo. Kolmen mittalaitteiston kimppa teki neljännen gravitaatioaaltohavainnon yhteisvoimin. Seuraavaa LIGOa suunnitellaan Intiaan.

Sekä kemian että fysiikan Nobel-summa on yhdeksän miljoona ruotsin kruunua.