Премия по физике. Нобелевская премия по физике. Досье

Альберт ЭЙНШТЕЙН . Нобелевская премия по физике, 1921 г.

Самый знаменитый из ученых XX в. и один из величайших ученых всех времен, Эйнштейн обогатил физику с присущей только ему силой прозрения и непревзойденной игрой воображения. Он стремился к поиску объяснения природы с помощью системы уравнений, которая обладала бы большой красотой и простотой. Был удостоен премии за открытие закона фотоэлектрического эффекта.

Эдуард ЭПЛТОН . Нобелевская премия по физике, 1947 г.

Эдуард Эплтон удостоен премии за исследования физики верхних слоев атмосферы, в особенности за открытие так называемого слоя Эплтона. Измерив высоту ионосферы Эплтон открыл второй непроводящий слой, сопротивление которого позволяет отражать коротковолновые радиосигналы. Этим открытием Эплтон установил возможность прямого радиовещания на весь мир.

Лео ЭСАКИ . Нобелевская премия по физике, 1973 г.

Лео Эсаки получил премию вместе с Айвором Джайевером за экспериментальные открытия туннельных явлений в полупроводниках и сверхпроводниках. Эффект туннелирования позволил достичь более глубокого понимания поведения электронов в полупроводниках и сверхпроводниках, макроскопических квантовых явлений в сверхпроводниках.

Хидэки ЮКАВА . Нобелевская премия по физике, 1949 г.

Хидэки Юкава за предсказание существования мезонов на основе теоретической работы по ядерным силам был удостоен премии. Частица Юкавы стала известна как пи-мезон, затем просто пион. Гипотеза Юкавы была принята, когда Сесил Ф. Пауэлл обнаружил частицу Ю. с помощью ионизационной камеры, помещенной на больших высотах, затем мезоны были искусственно получены в лаборатории.

Чжэньнин ЯНГ . Нобелевская премия по физике, 1957 г.

За предвидение при изучении так называемых законов четности, которое привело к важным открытиям в области элементарных частиц Чжэньнин Янг получил премию. Решена была наиболее тупиковая проблема в области физики элементарных частиц, после чего экспериментальная и теоретическая работа забила ключом.

Жорес Иванович Алфёров родился в белорусском городе Витебске. После 1935 года семья переехала на Урал. В г. Туринске Алфёров учился в школе с пятого по восьмой классы. 9 мая 1945 года его отец, Иван Карпович Алфёров, получил назначение в Минск, где Алфёров окончил мужскую среднюю школу №42 с золотой медалью. Он стал студентом факультета электронной техники (ФЭТ) Ленинградского электротехнического института (ЛЭТИ) им. В.И. Ульянова по совету школьного учителя физики, Якова Борисовича Мельцерзона.

На третьем курсе Алфёров пошел работать в вакуумную лабораторию профессора Б.П. Козырева. Там он начал экспериментальную работу под руководством Наталии Николаевны Созиной. Со студенческих лет Алфёров привлекал к участию в научных исследованиях других студентов. Так, в 1950 году полупроводники стали главным делом его жизни.

В 1953 году, после окончания ЛЭТИ, Алфёров был принят на работу в Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе в лабораторию В.М. Тучкевича. В первой половине 50-х годов перед институтом была поставлена задача создать отечественные полупроводниковые приборы для внедрения в отечественную промышленность. Перед лабораторией стояла задача: получение монокристаллов чистого германия и создание на его основе плоскостных диодов и триодов. При участии Алфёрова были разработаны первые отечественные транзисторы и силовые германиевые приборы. За комплекс проведенных работ в 1959 году Алфёров получил первую правительственную награду, им была защищена кандидатская диссертация, подводившая черту под десятилетней работой.

После этого перед Ж.И. Алфёровым встал вопрос о выборе дальнейшего направления исследований. Накопленный опыт позволял ему перейти к разработке собственной темы. В те годы была высказана идея использования в полупроводниковой технике гетеропереходов. Создание совершенных структур на их основе могло привести к качественному скачку в физике и технике.

В то время во многих журнальных публикациях и на различных научных конференциях неоднократно говорилось о бесперспективности проведения работ в этом направлении, т.к. многочисленные попытки реализовать приборы на гетеропереходах не приходили к практическим результатам. Причина неудач крылась в трудности создания близкого к идеальному перехода, выявлении и получении необходимых гетеропар.

Но это не остановило Жореса Ивановича. В основу технологических исследований им были положены эпитаксиальные методы, позволяющие управлять такими фундаментальными параметрами полупроводника, как ширина запрещенной зоны, величина электронного сродства, эффективная масса носителей тока, показатель преломления и т.д. внутри единого монокристалла.

Для идеального гетероперехода подходили GaAs и AlAs, но последний почти мгновенно на воздухе окислялся. Значит, следовало подобрать другого партнера. И он нашелся тут же, в институте, в лаборатории, возглавляемой Н.А. Горюновой. Им оказалось тройное соединение AIGaAs. Так определилась широко известная теперь в мире микроэлектроники гетеропара GaAs/AIGaAs. Ж.И. Алфёров с сотрудниками не только создали в системе AlAs – GaAs гетероструктуры, близкие по своим свойствам к идеальной модели, но и первый в мире полупроводниковый гетеролазер, работающий в непрерывном режиме при комнатной температуре.

Открытие Ж.И. Алфёровым идеальных гетеропереходов и новых физических явлений – "суперинжекции", электронного и оптического ограничения в гетероструктурах – позволило также кардинально улучшить параметры большинства известных полупроводниковых приборов и создать принципиально новые, особенно перспективные для применения в оптической и квантовой электронике. Новый этап исследований гетеропереходов в полупроводниках Жорес Иванович обобщил в докторской диссертации, которую успешно защитил 1970 году.

Работы Ж.И. Алфёрова были по заслугам оценены международной и отечественной наукой. В 1971 году Франклиновский институт (США) присуждает ему престижную медаль Баллантайна, называемую "малой Нобелевской премией" и учрежденную для награждения за лучшие работы в области физики. Затем следует самая высокая награда СССР – Ленинская премия (1972 год).

С использованием разработанной Ж.И. Алфёровым в 70-х годах технологии высокоэффективных, радиационностойких солнечных элементов на основе AIGaAs/GaAs гетероструктур в России (впервые в мире) было организовано крупномасштабное производство гетероструктурных солнечных элементов для космических батарей. Одна из них, установленная в 1986 году на космической станции "Мир", проработала на орбите весь срок эксплуатации без существенного снижения мощности.

На основе предложенных в 1970 году Ж.И. Алфёровым и его сотрудниками идеальных переходов в многокомпонентных соединениях InGaAsP созданы полупроводниковые лазеры, работающие в существенно более широкой спектральной области, чем лазеры в системе AIGaAs. Они нашли широкое применение в качестве источников излучения в волоконно-оптических линиях связи повышенной дальности.

В начале 90-х годов одним из основных направлений работ, проводимых под руководством Ж.И. Алфёрова, становится получение и исследование свойств наноструктур пониженной размерности: квантовых проволок и квантовых точек.

В 1993-94 годах впервые в мире реализуются гетеролазеры на основе структур с квантовыми точками – "искусственными атомами". В 1995 году Ж.И. Алфёров со своими сотрудниками впервые демонстрирует инжекционный гетеролазер на квантовых точках, работающий в непрерывном режиме при комнатной температуре. Принципиально важным стало расширение спектрального диапазона лазеров с использованием квантовых точек на подложках GaAs. Таким образом, исследования Ж.И. Алфёрова заложили основы принципиально новой электроники на основе гетероструктур с очень широким диапазоном применения, известной сегодня как "зонная инженерия".

В одном из своих многочисленных интервью (1984 год) на вопрос корреспондента: "По слухам, Вы нынче были представлены к Нобелевской премии. Не обидно, что не получили?" Жорес Иванович ответил: "Слышал, что представляли уже не раз. Практика показывает – либо ее дают стразу после открытия (в моем случае это середина 70-х годов), либо уже в глубокой старости. Так было с П.Л. Капицей. Значит, у меня еще все впереди".

Здесь Жорес Иванович ошибся. Как говорится, награда нашла героя раньше наступления глубокой старости. 10 октября 2000 года по всем программам российского телевидения сообщили о присуждении Ж.И. Алфёрову Нобелевской премии по физике за 2000 год.

Современные информационные системы должны отвечать двум простым, но основополагающим требованиям: быть быстрыми, чтобы большой объем информации, можно было передать за короткий промежуток времени, и компактными, чтобы уместиться в офисе, дома, в портфеле или кармане.

Своими открытиями Нобелевские лауреаты по физике за 2000 год создали основу такой современной техники. Жорес Алфёров и Герберт Кремер открыли и развили быстрые опто- и микроэлектронные компоненты, которые создаются на базе многослойных полупроводниковых гетероструктур.

Гетеролазеры передают, а гетероприемники принимают информационные потоки по волоконно-оптическим линиям связи. Гетеролазеры можно обнаружить также в проигрывателях CD-дисков, устройствах, декодирующих товарные ярлыки, в лазерных указках и во многих других приборах.

На основе гетероструктур созданы мощные высокоэффективные светоизлучающие диоды, используемые в дисплеях, лампах тормозного освещения в автомобилях и светофорах. В гетероструктурных солнечных батареях, которые широко используются в космической и наземной энергетике, достигнуты рекордные эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую.

Джек Килби награжден за свой вклад в открытие и развитие интегральных микросхем, благодаря чему стала быстро развиваться микроэлектроника, являющаяся – наряду с оптоэлектроникой – основой всей современной техники.

В 1973 году Алфёров, при поддержке ректора ЛЭТИ А.А. Вавилова, организовал базовую кафедру оптоэлектроники (ЭО) на факультете электронной техники Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе.

В невероятно сжатые сроки Ж.И. Алфёров совестно с Б.П. Захарченей и другими учеными Физтеха разработал учебный план подготовки инженеров по новой кафедре. Он предусматривал обучение студентов первого и второго курсов в стенах ЛЭТИ, поскольку уровень физико-математической подготовки на ФЭТ был высоким и создавал хороший фундамент для изучения специальных дисциплин, которые, начиная с третьего курса, читались учеными Физтеха на его территории. Там же с использованием новейшего технологического и аналитического оборудования выполнялись лабораторные практикумы, а также курсовые и дипломные проекты под руководством преподавателей базовой кафедры.

Прием студентов на первый курс в количестве 25 человек осуществлялся через вступительные экзамены, а комплектование групп второго и третьего курсов для обучения по кафедре ОЭ проходило из студентов, обучавшихся на ФЭТ и на кафедре диэлектриков и полупроводников Электрофизического факультета. Комиссию по отбору студентов возглавлял Жорес Иванович. Из примерно 250 студентов, обучавшихся на каждом курсе, было отобрано по 25 лучших. 15 сентября 1973 года начались занятия студентов вторых и третьих курсов. Для этого был подобран прекрасный профессорско-преподавательский состав.

Ж.И. Алфёров очень большое внимание уделял и уделяет формированию контингента студентов первого курса. По его инициативе в первые годы работы кафедры в период весенних школьных каникул проводились ежегодные школы "Физика и жизнь". Ее слушателями были учащиеся выпускных классов школ Ленинграда. По рекомендации учителей физики и математики наиболее одаренным школьникам вручались приглашения принять участие в работе этой школы. Таким образом набиралась группа в количестве 30-40 человек. Они размещались в институтском пионерском лагере «Звездный». Все расходы, связанны с проживанием, питанием и обслуживанием школьников, наш вуз брал на себя.

На открытие школы приезжали все ее лекторы во главе с Ж.И. Алфёровым. Все проходило и торжественно, и очень по-домашнему. Первую лекцию читал Жорес Иванович. Он так увлекательно говорил о физике, электронике, гетероструктурах, что все его слушали как завороженные. Но и после лекции не прекращалось общение Ж.И. Алфёрова с ребятами. Окруженный ими, он ходил по территории лагеря, играл в снежки, дурачился. Насколько не формально он относился к этому "мероприятию", говорит тот факт, что в эти поездки Жорес Иванович брал свою жену Тамару Георгиевну и сына Ваню...

Результаты работы школы не замедлили сказаться. В 1977 году состоялся первый выпуск инженеров по кафедре ОЭ, количество выпускников, получивших дипломы с отличием, на факультете удвоилось. Одна группа студентов этой кафедры дала столько же "красных" дипломов, сколько остальные семь групп.

В 1988 году Ж.И. Алфёров организовал в Политехническом институте физико-технический факультет.

Следующим логическим шагом стало объединение этих структур под одной крышей. К реализации данной идеи Ж.И. Алфёров приступил еще в начале 90-х годов. При этом он не просто строил здание Научно-образовательного центра, он закладывал фундамент будущего возрождения страны... И вот первого сентября 1999 года здание Научно-образовательного центра (НОЦ) вступило в строй.

Алфёров всегда остается самим собой. В общении с министрами и студентами, директорами предприятий и простыми людьми он одинаково ровен. Не подстраивается под первых, не возвышается над вторыми, но всегда с убежденностью отстаивает свою точку зрения.

Ж.И. Алфёров всегда занят. Его рабочий график расписан на месяц вперед, а недельный рабочий цикл таков: утро понедельника – Физтех (он его директор), вторая половина дня – Санкт-Петербургский научный центр (он председатель); вторник, среда и четверг – Москва (он член Государственной думы и вице-президент РАН, к тому же нужно решать многочисленные вопросы в министерствах) или Санкт-Петербург (тоже вопросов выше головы); утро пятницы – Физтех, вторая половина дня – Научно-образовательный центр (директор). Это только крупные штрихи, а между ними – научная работа, руководство кафедрой ОЭ в ЭТУ и физико-техническим факультетом в ТУ, чтение лекций, участие в конференциях. Всего не перечесть!

Алфёров прекрасный лектор и рассказчик. Неслучайно все информационные агентства мира отметили именно Алфёровскую Нобелевскую лекцию, которую он прочитал на английском языке без конспекта и с присущим ему блеском.

При вручении Нобелевских премий существует традиция, когда на банкете, который устраивает король Швеции в честь Нобелевских лауреатов (на нем присутствуют свыше тысячи гостей), представляется слово только одному лауреату от каждой "номинации". В 2000 году Нобелевской премии по физике были удостоены три человека: Ж.И. Алфёров, Герберт Кремер и Джек Килби. Так вот двое последних уговорили Жореса Ивановича выступить на этом банкете. И он эту просьбу выполнил блестяще, в своем слове удачно обыграв нашу российскую привычку делать "одно любимое дело" на троих.

В своей книге "Физика и жизнь" Ж.И. Алфёров, в частности, пишет: "Все, что создано человечеством, создано благодаря науке. И если уж суждено нашей стране быть великой державой, то она ею будет не благодаря ядерному оружию или западным инвестициям, не благодаря вере в Бога или Президента, а благодаря труду ее народа, вере в знание, в науку, благодаря сохранению и развитию научного потенциала и образования.

Десятилетним мальчиком я прочитал замечательную книгу Вениамина Каверина "Два капитана". И всю последующую жизнь я следовал принципу ее главного героя Сани Григорьева: «Бороться и искать, найти и не сдаваться». Правда, очень важно при этом понимать, за что ты берешься".

В авугсте 2012 года Жорес Алферов избран председателем общественного совета при министерстве образования и науки РФ.

Жорес Иванович Алферов /Россия/ (1/4)

Герберт Кремер /США/ (1/4)

Формулировка - за открытия в области полупроводниковых гетероструктур для высокоскоростной электроники и оптоэлектроники (создание быстрых транзисторов и лазерных диодов).

Джек С. Килби /США/ (1/2)

Формулировка - за его вклад в открытие интегральной схемы (изобретение микрочипа для калькуляторов и игрушек в 1958 году вместе с Р. Нойс).

2001 год

Эрик А. Корнелл {Eric A. Cornell} /США/ (1/3)

Карл Е. Виман {Carl E. Wieman} /США/ (1/3)

Вольфганг Кеттерле {Wolfgang Ketterle} /США, немецкого происхождения/ (1/3)

Формулировка - за получение конденсата Бозе-Эйнштейна в разреженных газах щелочных атомов и за фундаментальные исследования их свойств.

Американские исследователи получили бозе-эйнштейновский конденсат из нескольких миллионов атомов рубидия (87Rb) и натрия (23Na), охладив их до температуры 100 нанокельвинов, на десятимиллионную часть градуса выше абсолютного нуля. Впоследствии температуру удалось довести до 20 нанокельвинов. Охлаждение проводилось лазерным методом, разработанным нобелевскими лауреатами 1997 года С. Чу, У. Филипсом и К. Коэн-Таннуджи.

Показать, что образовался именно бозе-эйнштейновский конденсат, удалось в ходе тонкого эксперимента, получившего название "атомный лазер".

Любая частица одновременно проявляет и волновые свойства. Электромагнитное излучение имеет квантовую природу, а, например, электроны, типичные элементарные частицы, испытывают дифракцию - чисто волновое явление. Длина волны, связанной с частицей, зависит от ее квантового состояния. Бозе-эйнштейновский конденсат должен вести себя как единая волна.

Разделив облако конденсированных атомов на две части, исследователи получили две волны, которые образовали картину интерференции. Это и свидетельствовало, что волны когерентны и, следовательно, действительно был получен бозе-эйнштейновский конденсат из атомов, находящихся в одном квантово-механическом состоянии.

2002

Раймонд Дэвис мл. и Масатоси Косиба

Формулировка За создание нейтринной астрономии.

Риккардо Джаккони

Формулировка - За создание рентгеновской астрономии и изобретение рентгеновского телескопа.

2003

Алексей Алексеевич Абрикосов, Виталий Лазаревич Гинзбург, Энтони Леггет (Anthony J. Leggett)

Формулировка - За создание теории сверхпроводимости второго рода и теории сверхтекучести жидкого гелия-3.

2004

Дэвид Гросс (David J. Gross), Дэвид Политцер (H. David Politzer), Фрэнк Вильчек (Frank Wilczek)

Формулировка - За открытие асимптотической свободы в теории сильных взаимодействий.

2005

Рой Глаубер (Roy J. Glauber)

Формулировка - За вклад в квантовую теорию оптической когерентности.

Джонн Холл (John L. Hall) и Теодор Хенш (Theodor W. Haensch)

Формулировка - За вклад в развитие лазерного высокоточного спектроскопирования и техники прецизионного расчета светового сдвига в оптических стандартах частоты.

2006

Джон Мэтер (John C. Mather), Джордж Смут (George F. Smoot)

Формулировка - За открытие анизотропии и чёрнотельной структуры энергетического спектра космического фонового излучения.

Арвид Карлссон.

Пол Грингард.

Эрик Кандель.

Строение синаптической бляшки - контакта между двумя нейронами.

Нервная система моллюска аплизии состоит всего из 20 тысяч нейронов, поэтому на ней удобно изучать процессы запоминания.

Нобелевскими премиями по физиологии и медицине за 2000 год отмечены швед Арвид Карлссон и американцы Пол Грингард и Эрик Кандель. Их работы позволили понять, как осуществляется передача сигналов в нервной системе от одного нейрона к другому. Этот процесс происходит в местах их контакта - так называемых синапсах. Длинный отросток одного нейрона заканчивается на теле другого расширением - бляшкой, в которой постоянно вырабатываются вещества-посредники. Когда по отростку приходит нервный сигнал, эти вещества, накапливающиеся в микроскопических пузырьках, выбрасываются в щель между бляшкой и принимающим нейроном, и открывают в мембране последнего каналы для ионов. Начинается переток ионов между внутренностью нейрона и окружающей средой, что и составляет суть нервного импульса.

Арвид Карлссон, работающий на кафедре фармакологии Готенбургского университета, обнаружил, что важным веществом-посредником для работы мозга служит дофамин (до его исследований считалось, что дофамин используется в организме только как полуфабрикат для изготовления другого известного посредника - норадреналина). Это открытие позволило разработать медикаменты для лечения нервных болезней, связанных с недостаточной выработкой дофамина в мозгу, например болезни Паркинсона.

Пол Грингард, сотрудник Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке, раскрыл подробности процесса передачи нервного импульса через синапс с помощью посредников. Он показал, что дофамин, поступив в синаптическую щель, приводит к росту концентрации другого посредника - циклического аденозинмонофосфата, а он, в свою очередь, активизирует специальный фермент, задача которого - присоединять к молекулам определенных белков фосфатные группы (фосфорилировать белки). Ионные каналы в мембране нейрона заткнуты пробочками из специального белка. Когда к молекулам этого белка присоединяется фосфат, они меняют форму и в пробочках возникают отверстия, позволяющие ионам передвигаться. Оказалось, что и многие другие процессы в нервной клетке управляются именно через фосфорилирование и дефосфорилирование белков.

Эрик Кандель, уроженец Австрии, работающий в Колумбийском университете (США), изучая память тропического морского моллюска - аплизии, обнаружил, что открытый Грингардом механизм фосфорилирования белков, управляющих движением ионов через мембрану, участвует и в формировании памяти. В дальнейшем Кандель показал, что кратковременная память основана на изменении формы белков при присоединении фосфата, а долговременная - на синтезе новых белков. Недавно Эрик Кандель создал фармацевтическую фирму, которая на основе его открытий будет разрабатывать медикаменты, улучшающие память.

О лауреатах Нобелевской премии по физике - Ж. И. Алферове, Т. Крёмере и Д.-С. Килби - можно прочитать в журнале "Наука и жизнь" № 12, 2000 г.

В завершающем году XX века Нобелевская премия по физиологии и медицине присуждена за открытия в нейрофизиологии - науке, современные достижения которой помогают лучше понять, как организмы взаимодействуют с окружающей средой. Лауреаты - Арвид Карлссон (Arvid Carlsson), Пол Грингард (Paul Greengard) и Эрик Кэндел (Eric Kandel) - почти полвека старались разгадать процессы, протекающие в головном мозге. В результате получены новые лекарства для борьбы с заболеваниями нервной системы.
В человеческом мозге более ста миллиардов нервных клеток. И все они связаны между собой. Информация от одной из них к другой передается химическими веществами (медиаторами) в особых контактных точках (синапсах), которых у клетки тысячи. Открытия лауреатов помогли осознать, что сбои при такой (синаптической) передаче могут привести
к неврологическим и психическим болезням. Арвид Карлссон, профессор фармакологии университета Гетеборга (Швеция), еще в 50-е годы установил, что нейрогормон дофамин является медиатором и локализуется в базальных ганглиях головного мозга, которые контролируют движения конечностей. Эксперименты на мышах, терявших способность контролировать свои движения при недостатке дофамина, привели ученого к догадке, что страшная болезнь Паркинсона у человека обусловлена теми же причинами. Недостаток дофамина в организме можно устранить, вводя изомер дофамина - леводофу. «Болезнь Паркинсона смертельна, - говорит Ральф Паттерсон, председатель Нобелевского комитета Каролинского института в Стокгольме, - но сегодня миллионы противостоят ей, применяя леводофу. Это - почти волшебство!» Исследования Карлссона привели к созданию лекарств (в частности, «Прозака»), с успехом применяемых для лечения депрессий. Биохимик Пол Грингард, руководитель лаборатории молекулярной и клеточной неврологии Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке, отмечен за открытие механизма действия дофамина и ряда других медиаторов при синаптической передаче. Действуя на рецептор клеточной мембраны, медиатор запускает реакции фосфорилирования особых «ключевых» белков. Измененные белки, в свою очередь, формируют в мембране ионные каналы, по которым и передаются сигналы. Различные ионные каналы клетки и определяют ее ответы на воздействия.
Синаптическая передача особенно важна для речи, движения и сенсорного восприятия. Работа Грингарда позволила лучше понять механизм действия многих известных лекарств и разработать новые. Узнав о присуждении ему Нобелевской премии, Грингард пошутил: «Мы работали столько лет без всякой конкуренции, потому что нас считали не совсем нормальными». Но зато вполне серьезно он намерен передать свою часть премии в университетский фонд для поощрения женщин, работающих в биомедицине.
Эрик Кэндел, профессор Колумбийского университета (тоже в Нью-Йорке), нашел способ менять эффективность синапсов. Он стремился понять, как фосфорилирование белков в синапсах влияет на обучение и память. «Мы становимся самими собой благодаря тому, что обучаемся и запоминаем. На нас влияет жизненный опыт, способный травмировать», - отмечает он. Интерес к механизмам памяти развился у него под впечатлениями о войне, когда в 1939 г. семья 9-летнего Эрика покинула родную Вену, спасаясь от гитлеровцев. «Понять, что происходит с мозгом человека, когда он пережил события, пожизненно врезавшиеся в память, - важнейшая задача», - считает он.

В нервной системе брюхоногого моллюска аплизии, на котором Кэндел изучал механизмы обучения и памяти у животных, всего 20 тыс. клеток. Ее простой защитный рефлекс, оберегающий жабры, определенные стимулы закрепляли на несколько дней. Кэндел показал, что изменения в синапсах - основа запоминания. Слабое внешнее воздействие формировало кратковременную память - на десятки минут. В клетке запоминание начинается с описанного Грингардом фосфорилирования белков в синапсах, которое ведет к избытку в них медиатора и усиливает рефлекс. Для развития долговременной памяти, сохраняющейся иногда до конца жизни организма, обычно необходимы более сильные и продолжительные стимулы. При этом в синапсе синтезируются новые белки. Если же эти белки не вырабатываются, отсутствует и долговременная память. Кэндел заключил, что в синапсах фактически и сосредоточена память. В 90-е годы он воспроизвел работу с аплизией на мышах, относящихся, как и человек, к классу млекопитающих, и убедился, что описанные процессы свойственны и нашей нервной системе. Эти исследования, ставшие классикой нейрофизиологии, дали ключ к лечению болезни Альцгеймера и других заболеваний, связанных с потерей памяти. Сам же Кэндел, нашедший, как говорят его коллеги, «физическое воплощение памяти», очень скромен: «От моей работы до клинической отдачи - огромная дистанция».

Совместив несовместимое
Нобелевскую премию по химии за 2000 г. за открытие и изучение электропроводящих полимеров разделили американские исследователи Алан Хигер (Alan J. Heeger), профессор физики и директор Института полимеров и органических жидкостей Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, и Алан Макдиармид (Alan G. MacDiarmid), профессор химии Пенсильванского университета в Филадельфии, а также японский ученый Хидеки Сиракава (Hideki Shirakawa), профессор химии в Институте материаловедения университета Цукуба. Лауреаты совершили это открытие свыше 20 лет назад, но только сейчас мировое научное сообщество смогло оценить его выдающееся значение.

Каждый школьник знает, что полимеры, в отличие от металлов, не проводят электрический ток. Однако новые нобелевские лауреаты доказали, что это не так. Как бы развивая тезис о том, что для науки нет ничего невозможного, они совместили в одном материале несовместимые свойства. Как же синтезировали проводящие полимеры? Основная заслуга лауреатов состояла в том, что они «угадали» структуру молекулы органического проводника. Такая молекула должна состоять из атомов углерода, соединенных по очереди одинарными и двойными химическими связями. Кроме того, в ней должны присутствовать так называемые «потенциально заряженные группы». Например, если в такую молекулу внедрить функциональную группу, легко расстающуюся со своими электронами, в полимере образуется много свободных носителей электрического заряда. И тогда этот полимер будет проводить ток почти так же хорошо, как привычные нам алюминий или медь.
Проводящие полимеры получили широкое распространение в самых разных областях: из них делают антистатическую подложку для фото-, видео- и другой пленки, защитные экраны для мониторов (например, в персональных компьютерах), «умные» окна, избирательно фильтрующие солнечное излучение. В последнее время их стали применять в светодиодах, солнечных батареях, экранах мини-телевизоров и мобильных телефонов. Еще более захватывающими выглядят перспективы - на основе электропроводящих полимеров ученые надеются создать «молекулярные транзисторы», которые позволят в недалеком будущем «втиснуть» суперкомпьютеры, занимающие ныне огромные шкафы, в наручные часы или украшения.

Материалы, изменившие мир

Наконец-то достижения российской науки по достоинству оценены мировым научным сообществом. Нобелевской премии по физике за 2000 г. удостоен вице-президент Российской академии наук, председатель Президиума Санкт-Петербургского научного центра РАН, директор Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН, академик Жорес Иванович Алферов.

Присуждение Нобелевской премии академику РАН Ж.И. Алферову, по мнению многих российских ученых, должно изменить отношение к науке в стране, способствовать повышению ее статуса и, главное, - обеспечить ей пристойную государственную поддержку. Ж.И. Алферов разделил премию с американскими коллегами - Гербертом Кремером (Herbert Kroemer), профессором физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, и Джеком Килби (Jack S. Kilby) из фирмы Texas Instruments в Далласе. Так оценен их вклад в создание принципиально новых полупроводниковых материалов, ставших основой современных компьютеров, информационных технологий и электроники. Высшая научная награда присуждена за открытие и разработку опто- и микроэлектронных элементов, так называемых полупроводниковых гетероструктур - многослойных компонентов быстродействующих диодов и транзисторов (важнейших составных частей электронных устройств).
Г.Кремер в 1957 г. разработал транзистор на гетероструктурах. Шестью годами позже он и Ж.И. Алферов независимо друг от друга предложили принципы, которые легли в основу конструкции гетероструктурного лазера. В том же году Алферов запатентовал свой знаменитый оптический инжекционный квантовый генератор. Дж. Килби внес огромный вклад в создание интегральных схем.

Фундаментальные работы лауреатов сделали принципиально возможным создание волоконно-оптических коммуникаций, в том числе Интернета. Лазерные диоды, основанные на гетероструктурной технологии, можно обнаружить в проигрывателях CD-дисков, устройствах для прочтения штрих-кодов и многих других аппаратах, ставших неотъемлемыми атрибутами нашего быта. Быстродействующие транзисторы используются в спутниковой связи и мобильных телефонах.

Список использованной литературы :

Журнал "Экология и жизнь". Статья Ю.Н. Елдышева, Е.В. Сидорова.