Лауреаты премии по физике в году. Нобелевская премия по физике присуждена за гравитационные волны
Давайте поговорим об этом подробнее и назовём по именам тех, кто удостоился самой громкой мировой научно-культурной премии, которая вручается с начала ХХ века.
Физика: Кип Торн, Райнер Вайсс и Барри Бэрриш
Премия досталась учёным за создание лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории, работа которой помогла подтвердить существование комических гравитационных волн.
До сих пор наши знания о них не были подтверждены экспериментом, хотя об их существовании ещё сто лет назад заговорил Альберт Эйнштейн. Что же, он оказался прав, и теперь это официально!
МЕДИЦИНА и физиология: Джеффри Холл, Майкл Розбаш и Майкл Янг
В этом году в сфере медицины было отмечено открытие «молекулярных механизмов, которые контролируют циркадные ритмы». Имеются в виду те механизмы, которые контролируют колебания активности живых организмов в разное время суток. Исследователи обнаружили ген, отвечающий за циркадные ритмы.
Подопытными в эксперименте служили любимые генетиками фруктовые мушки, известные своим быстрым размножением и уже сделавшие посильный вклад во множество открытий, связанных с передачей наследственной информации.
Химия: Ричард хендерсон, иохаим франк, Жак Дюбоше
Химики получили награду за разработку криоэлектронной микроскопии для определения структуры молекул с высоким разрешением в растворе. Этот вид исследования позволяет изучать строение биомолекул и создавать их изображения в 3D.
В официальном твиттере Нобелевской премии выложена схема , которая иллюстрирует, как происходит этот процесс.
Литература: Кадзуо Исигуро
Британский писатель японского происхождения удостоился премии за то, что в своих произведениях, по формулировке нобелевского комитета, «раскрыл пропасть под иллюзорным ощущением связи с миром». Кадзуо Исигуро - автор романов «Остаток дня», который рассказывает о жизни английского дворецкого, психологической антиутопии «Не отпускай меня», а также других произведений.
Награждение писателя вызвало позитивную реакцию множества комментаторов и критиков. Не секрет, что вручение Нобелевской премии по литературе регулярно вызывает дебаты о политической ангажированности. Однако в случае с Кадзуо Исигуро, которого заслуженно называют одним из самых талантливых ныне живущих британских писателей, гораздо больше хочется говорить о самих романах.
В прошлом году Нобелевскую премию по литературе получил поэт и музыкант Боб Дилан, который ввёл в замешательство комитет и мировую общественность, долго размышляя, принимать ли награду.
премия мира
Награду, которая вручается Нобелевским комитетом в Осло за выдающийся вклад в укрепление мира во всём мире, получила Международная кампания по отказу от ядерного оружия (International Campaign to Abolish Nuclear Weapons, ICAN).
Активисты движения, которое существует уже 10 лет, оказали влияние на принятие ООН резолюций, касающихся ядерного разоружения. Среди их инициатив - Договор о запрещении ядерного оружия, который предусматривает полный отказ от ядерных боеголовок. На сегодняшний день страны, у которых есть ядерное оружие, эту инициативу не приняли.
Напоминаем, что Часы Судного дня (проект физиков-ядерщиков, созданный в 1947 году для оценки вероятности ядерной войны), идут до сих пор. В 2017 году после заявлений Трампа и на фоне растущих националистических настроений стрелки перевели на полминуты вперёд. Сейчас на Часах Судного дня без двух минут полночь, а это самая худшая ситуация с 1953 года, когда СССР и США испытали термоядерные бомбы.
Создатель удобрений и химического оружия
Одним из самых спорных обладателей Нобелевской премии стал Фриц Габер (Fritz Haber). Премия по химии была присуждена ему в 1918 году за изобретение метода синтеза аммиака - открытие, имеющее решающее значение для производства удобрений. Однако он также известен и как "отец химического оружия" из-за работ в области применения отравляющего газа хлора, использовавшегося в ходе Первой мировой войны.
Смертельное открытие
Другой немецкий ученый, Отто Ган (Otto Han) - на фото в центре - был удостоен "нобелевки" в 1945 году за открытие расщепления атомного ядра. Несмотря на то, что он никогда не работал над военным применением этого открытия, оно напрямую привело к разработке ядерного оружия. Ган получил премию спустя несколько месяцев после того, как были сброшены ядерные бомбы на Хиросиму и Нагасаки.
От Фридмана до Обамы: Самые неоднозначные нобелевские лауреаты
Прорыв, оказавшийся под запретом
Швейцарский химик Пауль Мюллер получил премию по медицине в 1948 году за открытие того, что ДДТ может эффективно убивать насекомых, распространяющих такие болезни, как малярия. Использование пестицида спасло в свое время миллионы жизней. Однако позже экологи стали утверждать, что ДДТ представляет угрозу для здоровья человека и вредит природе. Сегодня его использование запрещено по всему миру.
От Фридмана до Обамы: Самые неоднозначные нобелевские лауреаты
Неудобная награда
Из-за своей явной и косвенной политической окраски премия мира, пожалуй, самая противоречивая из всех нобелевских наград. В 1935 году немецкий пацифист Карл фон Осецкий (Carl von Ossietzky) получил ее за разоблачение секретного перевооружения Германии. Сам Осецкий находился в тюрьме по обвинению в измене, и возмущенный Гитлер обвинил комитет во вмешательстве во внутренние дела Германии.
От Фридмана до Обамы: Самые неоднозначные нобелевские лауреаты
Премия (возможного) мира
Решение норвежского комитета присудить премию мира Госсекретарю США Генри Киссинджеру и лидеру Северного Вьетнама Ле Дык Тхо в 1973 году столкнулось с жесткой критикой. Нобелевская премия должна была стать символом признания заслуг в достижении прекращения огня в ходе вьетнамской войны, однако Ле Дык Тхо отказался от ее получения. Война во Вьетнаме продолжалась еще два года.
От Фридмана до Обамы: Самые неоднозначные нобелевские лауреаты
Либертарианец и диктатор
Защитник свободного рынка Милтон Фридман - один из самых спорных получателей Нобелевской премии мира по экономике. Решение комитета в 1976 году вызвало международные протесты из-за связей Фридмана с чилийским диктатором Аугусто Пиночетом. Годом ранее Фридман действительно посетил Чили, и критики утверждают, что его идеи вдохновили режим, где применялись пытки и были убиты тысячи людей.
От Фридмана до Обамы: Самые неоднозначные нобелевские лауреаты
Напрасные надежды
Премия мира, которую в 1994 году разделили палестинский лидер Ясир Арафат, премьер-министр Израиля Ицхак Рабин и израильский министр иностранных дел Шимон Перес, должна была послужить дополнительным стимулом для мирного урегулирования конфликта на Ближнем Востоке. Вместо этого дальнейшие переговоры провалились, а Рабин был убит израильским националистом год спустя.
От Фридмана до Обамы: Самые неоднозначные нобелевские лауреаты
Жуткие мемуары
Правозащитница Ригоберта Менчу, отстаивающая интересы народа майя, получила премию мира в 1992 году "за борьбу за социальную справедливость". Впоследствии это решение вызвало много споров, так как в ее мемуарах были якобы обнаружены фальсификации. Описанные ею зверства о геноциде коренных народов Гватемалы сделали ее знаменитой. Однако многие убеждены, что она в любом случае заслуживала награды.
От Фридмана до Обамы: Самые неоднозначные нобелевские лауреаты
Преждевременная награда
Когда премию мира в 2009 году присудили Бараку Обаме, удивлены были многие, включая и его самого. Находящийся к тому моменту менее года на посту президента, он получил премию за "огромные усилия по укреплению международной дипломатии". Критики и некоторые сторонники Обамы посчитали, что награда была преждевременной, и он получил ее еще до того, как у него появился шанс сделать реальные шаги.
От Фридмана до Обамы: Самые неоднозначные нобелевские лауреаты
Посмертная награда
В 2011 году Нобелевский комитет назвал лауреатами премии по медицине Жюля Хоффмана, Брюса Бётлера и Ральфа Стейнмана за их открытия в области изучения иммунной системы. Проблема была в том, что за несколько дней до этого Стейнман умер от рака. Согласно правилам, премия не вручается посмертно. Но комитет все же присудил ее Стейнману, обосновав тем, что о его смерти тогда было еще не известно.
От Фридмана до Обамы: Самые неоднозначные нобелевские лауреаты
"Величайшее упущение"
Нобелевская премия вызывает споры не только из-за того, кому она была присуждена, но и потому, что кто-то ее так и не получил. В 2006 году член Нобелевского комитета Гейр Лундестад заявил, что "несомненно, величайшим упущением за всю нашу 106-летнюю историю стало то, что Махатма Ганди так никогда и не получил Нобелевскую премию мира".
Александр Сергеев объяснил суть уникального открытия
Гравитационные волны притянули Нобелевскую премию своим первооткрывателям спустя всего полтора года после объявления об их поимке. Мало того, все физики, кого мы не спрашивали накануне , как один предсказывали победу именно группы исследователей из международной коллаборации LIGO. Физики Райнер Вайсс, Барри Бариш и Кип Торн экспериментально доказали существование гравитационных волн. В этом списке, на мой взгляд, должна была быть еще одна фамилия нашего с вами соотечественника Владислава Пустовойта из МГТУ им. Баумана, ведь именно по предложенной им и Михаилом Герценштейном из НИИ ядерной физики МГУ методике и решили ловить гравитационные волны американцы. Но, увы, за идеи, Нобелевские премии почти никогда не выдаются, главное - реализация этих идей на практике. О деталях открытия «МК» поведал один из участников проекта LIGO с российской стороны - директор нижегородского Института прикладной физики, президент РАН Александр СЕРГЕЕВ.
Гравитационные волны - это изменения гравитационного поля, распространяющиеся подобно волнам. Их существование предсказал в 1916 году Альберт Эйнштейн, а впервые обнаружили 14 сентября 2015 года на установках LIGO - лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории члены международной группы, объединившей тысячи ученых из 15 стран. Сигнал исходил от слияния двух черных дыр массами 36 и 29 солнечных масс на расстоянии около 1,3 млрд световых лет от Земли. Об открытии ученые сообщили 11 февраля 2016 года.
Это достижение сразу поставили в один ряд с появлением телескопа и объявили о вступлении человечества в эру гравитационно-волновой астрономии. Детектор, при помощи которого были пойманы волны, назвали инструментом, который позволит «слушать» Вселенную напрямую, невзирая на газо-пылевые облака.
Мы не говорим, что Нобелевская премия по физике в 2017 году объявлена «за открытие» гравитационных волн, все-таки само открытие их сделал, что называется, на кончике пера Альберт Эйнштейн. Мы говорим сейчас об экспериментальном подтверждении существования гравитационных волн, - уточняет руководитель нижегородской группы участников эксперимента LIGO, президент РАН Александр Сергеев. - Если говорить о важности этой работы, - это безусловно триумф человечества. Долгое время теоретики исследовали возможности возникновения гравитационных волн: либо в результате процессов слияния звезд, либо в результате вспышек сверхновых... Безусловно оценивались возможности их детектирования здесь, на земле.
Одним из самых важных обстоятельств на пути к успешному эксперименту стала демонстрация первого лазера в 1960-м году. Ученым стало понятно, что лазерное излучение обладает важными свойствами для того, чтобы использовать его для детектирования гравитационных волн. В 1962 году появилась статья двух советских ученых Михаила Герценштейна и Владислава Пустовойта, которые и предложили эту схему. Их теоретическая статья была предтечей того, что американцы сделали в дальнейшем. Поэтому можно с полным правом считать, что идейный приоритет, связанный с поимкой гравитационных волн, принадлежит именно нашим ученым. Ныне здравствующий академик Владислав Иванович Пустовойт, безусловно, заслуживает чтобы быть в числе нобелевских лауреатов. Ну а если говорить о тех, кто Нобелевку получил, я их тоже хорошо знаю. Это Барри Бариш - очень интересный человек, который пришел в проект из ускорительной физики (он был одним из руководителей создания техасского коллайдера). Когда программа с коллайдером была в 90-е годы закрыта, американцы очень прозорливо бросили команду строителей суперколлайдера на создание установки по детектированию гравитационных волн. Два друг ученых - Райнер Вайсс и Кип Торн давно работают именно в области изучения гравитационных волн, являются ее пионерами. Когда Российская академия наук в лице нижегородского Института прикладной физики вступала в коллаборацию LIGO в 1997 году, именно эти два исследователя оказали нам большую дружескую поддержку. Надо отметить, что кроме нашего института в проекте LIGO участвовала и группа сотрудников из МГУ. Поэтому среди соавторов работы, безусловно, есть и часть российских ученых. Хотя, к большому сожалению, эта часть не была определяющей.
Всё наше понимание процессов, происходящих во Вселенной, представления о ее структуре сложились на основе изучения электромагнитного излучения, другими словами — фотонов всех возможных энергий, доходящих до наших приборов из глубин космоса. Но фотонные наблюдения имеют свои ограничения: электромагнитные волны даже самых высоких энергий не доходят до нас из слишком далёких областей космоса.
Есть и другие формы излучения — потоки нейтрино и гравитационные волны. Они могут рассказать о том, чего никогда не увидят приборы, регистрирующие электромагнитные волны. Для того, чтобы «увидеть» нейтрино и гравитационные волны, нужны принципиально новые приборы. За создание детектора гравитационных волн и экспериментальное доказательство их существование в этом году удостоились Нобелевской премии по физике трое американских физиков — Райнер Вайс, Кип Торн и Барри Бэрриш.
Слева направо: Райнер Вайсс, Бэрри Бэрриш и Кип Торн.
Существование гравитационных волн предусмотрено общей теорией относительности и было предсказано Эйнштейном еще в 1915 году. Они возникают, когда очень массивные объекты сталкиваются друг с другом и порождают возмущения пространства-времени, расходящиесясо скоростью света во все стороны от места зарождения.
Даже если событие, породившее волну, огромно — например, столкнулись две чёрные дыры — воздействие, которое волна оказывает на пространство-время крайне мал, поэтому зарегистрировать его сложно, для этого нужны очень чувствительные приборы. Сам Эйнштейн считал, что гравиволна, проходя через материю, влияет на нее так мало, что не поддаётся наблюдению. Действительно, самый эффект, который волна оказывает на материю, уловить довольно сложно, зато можно зарегистрировать косвенные эффекты. Именно это сделали в 1974 году американские астрофизики Джозеф Тейлор и Рассел Халс, измерившие излучение двойной звезды-пульсара PSR 1913+16 и доказавшие, что отклонение периода ее пульсации от расчётного объясняется потерей энергии, унесенной гравитационной волной. За это они получили Нобелевскую премию по физике в 1993 году.
14 сентября 2015 года LIGO — лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория — впервые напрямую зарегистрировала гравитационную волну. К тому моменту, когда волна достигла Земли, она очень ослабела, но даже этот слабый сигнал означал революцию в физике. Для того, чтобы это стало возможным, потребовался труд тысячи учёных из двадцати стран, построивших LIGO.
На то, чтобы проверить результаты пятнадцатого года, ушло несколько месяцев, поэтому обнародованы они были только в феврале 2016 года. Кроме главного открытия — подтверждения существования гравиволн — в результатах скрывалось еще несколько: первое свидетельство существования чёрных дыр средней массы (20−60 солнечных) и первое доказательство того, что они могут сливаться.
Чтобы добраться до Земли, гравиволне потребовалось больше миллиарда лет Далеко-далеко, за пределами нашей галактики две чёрных дыры врезались друг в друга, прошло 1,3 миллиарда лет — и LIGO сообщил нам об этом событии.
Энергия гравитационной волны огромна, но амплитуда невероятна мала. Почувствовать ее — всё равно что измерить расстояние до далёкой звезды с точностью до десятых долей миллиметра. LIGO на это способен. Концепцию разработал Вайсс: еще в 70-е он подсчитал, какие земные явления могут исказить результаты наблюдений, и как от них избавиться. LIGO — это две обсерватории, расстояние между которым — 3002 километра. Гравитационная волна проходит это расстояние за 7 миллисекунд, поэтому два интерферометра во время прохождения волны уточняют показатели друг друга.
Две обсерватории LIGO, в Ливингстоне (штат Луизиана) и в Хэнфорде (штат Вашингтон) находятся на расстоянии 3002 км друг от друга.
У каждой обсерватории есть два четырехкилометровых плеча, исходящие из одной точки под прямым углом друг к другу. Внутри у них — почти идеальный вакуум. В начале и в конце каждого плеча — сложная система зеркал. Проходя через нашу планету, гравитационная волна чуть-чуть сжимает пространство там, где проложен один рукав, и растягивает второй (без волны длина рукавов строго одинакова). Из перекрестья плечей выпускают луч лазера, разделяют его надвое и пускают отражаться по зеркалам; пройдя свою дистанцию, лучи встречаются в перекрестье. Если это происходит одновременно, значит, пространство-время спокойно. А если одному из лучей потребовалось на прохождение плеча больше времени, чем другому — значит, гравитационная волна удлинила его путь и сократила путь второго луча.
Схема работы обсерватории LIGO.
LIGO разработал Вайсс (и, конечно, его коллеги), Кип Торн — ведущий мировой эксперт в теории относительности — выполнил теоретические расчёты, Барри Бэриш присоединился к команде LIGO в 1994 году и превратил небольшую — всего из 40 человек — группу энтузиастов в огромную международную коллаборацию LIGO/VIRGO, благодаря слаженной работе участников которой и стал возможен фундаментальный пропыв, осуществлённый двадцать лет спустя.
Работа на детекторах гравитационных волн продолжается. За первой зарегистрированной волной последовали вторая, третья и четвертая ; последнюю «поймали» не только детекторы LIGO, но и недавно запущенный европейский VIRGO. Четвертая гравитационная волна, в отличие от трёх предыдущих, родилась не в абсолютной тьме (в результате слияния чёрных дыр), а при полной иллюминации — при взрыве нейтронной звезды; космические и наземные телескопы зарегистрировали и оптический источник излучения в том районе, откуда пришла волна гравитационная.
Нобелевскую премию по физике в 2017 году получат Райнер Вайс, Барри К. Барыш и Кип С. Торн. Во вторник, 3 октября, Нобелевский комитет институте назвал лауреатов.
Нобелевскими лауреатами по физике в 2017 году стали Райнер Вайс, Барри К. Барыш и Кип С. Торн за обнаружение гравитационных волн детектором LIGO.
LIGO (лазерная интерферометрна гравитационно-волновая обсерватория) является совместным проектом более 1000 исследователей из более чем 20-ти стран.
14 сентября 2015 впервые были обнаружены гравитационные волны Вселенной, о которых говорил Альберт Эйнштейн 100 лет назад. Волны появились в результате столкновения двух черных дыр. Потребовалось 1,3 миллиарда лет, чтобы волны поступили в детектора LIGO в США.
Об экспериментальном подтверждении теории Альберта Эйнштейна о гравитационных волнах объявили в феврале 2016 года. 100 лет назад Ейнтштейн в своей теории относительности описал, что гравитационные волны двигаются со скоростью света, заполняя Вселенную, однако он не смог предположить, что их можно будет измерить. Американские физики с помощью лазера впервые измерили длину четырехкилометровых тоннелей, которые уменьшались и увеличивались под влиянием гравитационных волн.
В чем революция?
В пресс-релизе Нобелевского комитета отмечается, что до сих пор все виды электромагнитного излучения были использованы для исследования Вселенной. Однако "гравитационные волны являются прямым свидетельством существования перебоев в плоскости пространство-время". "Это что-то совершенно новое и отличное, оно открывает невидимые миры. "Многие открытия ждут тех, кто достигнет успехов в исследовании гравитационных волн и интерпретирует их послание", – говорится в заключении Нобелевского комитета.
Дэвид Таулесс, Дункан Халдана и Майкл Костерлитц "за теоретические открытия топологических фазовых переходов и топологических фаз материи". Ученые изучали "странные" состояния материи.
Как известно, Нобелевская неделя стартовала в Стокгольме 2 октября. В понедельник комитет назвал имена . Ими стали Джеффри Холл, Майкл Розбаш и Майкл Янг. Ученые получат награду за "открытие молекулярных механизмов, которые контролируют циркадные ритмы". Речь идет о циклические колебания интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи.
4 октября будут известно победителя в области химии. Лауреата по литературе объявят 5 октября. Лауреат премии мира станет известен уже 6 октября. 9 октября Нобелевский комитет присудит премию Шведского национального банка по экономическим наукам памяти Альфреда Нобеля.
