Στην προσομοίωση των χημικών αντιδράσεων το Νομπέλ Χημείας, Three win Nobel prize for taking chemistry into cyberspace

(L-R) Arieh Warshel, Michael Levitt and Martin Karplus, winners of the 2013 Nobel Prize in Chemistry. Photograph: Guardian

Τρεις ερευνητές, οι οποίοι έθεσαν τη βάση για το λογισμικό που χρησιμοποιείται σήμερα για τη μοντελοποίηση των χημικών διαδικασιών τιμώνται με το Νομπέλ Χημείας 2013.

H στιγμή της ανακοίνωσης των νικητών του Νόμπελ Χημείας στη Στοκχόλμη. Chairman Sven Lidin (L-R), permanent secretary Staffan Normark and professor Gunnar Karlstrom of the Royal Swedish Academy of Sciences announce the winners of the 2013 Nobel Prize for Chemistry at the Royal Swedish Academy of Sciences in Stockholm October 9, 2013. Credit: Reuters/Claudio Bresciani/TT News Agency

Το βραβείο μοιράζονται ο Αυστροαμερικανός Μάρτιν Κάρπλους, ο Βρετανός Μάικλ Λέβιτ και ο Αμερικανοϊσραηλινός Άριεχ Ουάρσελ, ανακοίνωσε την Τετάρτη η επιτροπή των Νομπέλ στη Βασιλική Ακαδημία Επιστημών της Σουηδίας.

Οι υπολογιστές είναι σήμερα εξίσου σημαντικό εργαλείο για τη χημεία όσο ο δοκιμαστικός σωλήνας, επισημαίνει η ανακοίνωση της επιτροπής. Οι προσομοιώσεις είναι πια τόσο ρεαλιστικές ώστε προβλέπουν τα αποτελέσματα κλασικών πειραμάτων.

Για να δημιουργήσουν μοντέλα των μορίων, οι χημικοί περιορίζονταν κάποτε σε μπαλάκια που συνδέονταν μεταξύ τους με ράβδους. Σήμερα, οι υπολογιστές όχι μόνο δημιουργούν μοντέλα αλλά επιπλέον προσομοιώνουν χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Οι Κάρπλους, Λέβιτ και Ουάρσελ έφεραν επανάσταση τη δεκαετία του 1970 καθώς δημιούργησαν μοντέλα που συνδύαζαν δύο μάλλον ασύμβατους κόσμους της Φυσικής: από τη μία την κλασική μηχανική του Νεύτωνα, η οποία επιτρέπει τη μοντελοποίηση μεγάλων μορίων, από την άλλη την κβαντική μηχανική, η οποία κυβερνά τον κόσμο του πολύ μικρού, και επιπλέον προσφέρει τη μόνη ικανοποιητική εξήγηση για το πώς ξεκινούν οι χημικές αντιδράσεις.

Σε ένα σημερινό υπολογιστικό μοντέλο, για παράδειγμα, η νευτώνεια φυσική χρησιμοποιείται για την προσομοίωση μιας μεγάλης πρωτεΐνης στην οποία συνδέεται ένα φάρμακο. Ταυτόχρονα, η κβαντομηχανική επιτρέπει την προσομοίωση των μεμονωμένων ατόμων που εμπλέκονται στην αντίδραση ανάμεσα στο φάρμακο και την πρωτεΐνη.

Χάρη σε αυτά τα υπολογιστικά μοντέλα, η Ιατρική μπορεί να ελπίζει ότι τα φάρμακα του μέλλοντος θα σχεδιάζονται εξαρχής στον υπολογιστή, αντί να επιλέγονται επειδή τυχαίνει να έχουν την επιθυμητή δράση στο δοκιμαστικό σωλήνα.

Οι βραβευθέντες:

Martin Karplus. Theodore William Richards Professor of Chemistry, Emeritus. The research of Professor Martin Karplus and his group is directed toward understanding the electronic structure, geometry, and dynamics of molecules of chemical and biological interest. In each study a problem that needs to be solved is isolated and the methods required are developed and applied. In recent years, techniques of ab initio and semi-empirical quantum mechanics, theoretical and computational statistical mechanics, classical and quantum dynamics as well as other approaches, including experimental NMR, have been used.

Ο Μάρτιν Κάρπλους (Martin Karplus) γεννήθηκε το 1930 στην Αυστρία αλλά έχει και αμερικανική υπηκοότητα. Είναι σήμερα καθηγητής στα πανεπιστήμια του Στρασβούργου και του Χάρβαρντ.

Michael Levitt. Robert W. and Vivian K. Cahill Professor in Cancer Research in the School of Medicine and Professor, by courtesy, of Computer Science.

O Μάικλ Λέβιτ (Michael Levitt), Αμερικανός και Βρετανός πολίτης, γεννήθηκε το 1947 στη Νότιο Αφρική. Είναι σήμερα καθηγητής του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ.

Arieh Warshel. Distinguished Professor of Chemistry, Fellow of the National Academy of Science.

Ο Άριεχ Ουάρσελ (Arieh Warshe), υπήκοος των ΗΠΑ και του Ισραήλ, γεννήθηκε το 1940 σε ισραηλινό κιμπούτς. Είναι σήμερα καθηγητής του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνια.

Η ανακοίνωση των νικητών των φετινών Νόμπελ ξεκίνησε τη Δευτέρα με το Νόμπελ Ιατρικής-Φυσιολογίας και συνεχίστηκε την Τρίτη με το Νόμπελ Φυσικής. Ακολουθούν το Νομπέλ Λογοτεχνίας την Πέμπτη, Ειρήνης την Παρασκευή και Οικονομικών Επιστημών τη Δευτέρα.