برندگان جایزه نوبل 2014

برندگان نوبل فیزیک 2014

 

صد و هشتمین جایزه نوبل فیزیک مشترکا به «ایسامو آکاساکی»، «هیروشی آمانو» از دانشگاه ناگویا در ژاپن و «شوجی ناکامورا» از دانشگاه کالیفرنیا در سانتا باربارا اختصاص یافت.
به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، جایزه نوبل فیزیک 2014 برای ابداع دیودهای کارآمد منتشر کننده نور آبی (ال‌ای‌دی) که امکان منابع نور سفید بصرفه را فراهم کردند به این دانشمندان اختصاص یافت.
جایزه تخصیص داده شده آلفرد نوبل برای بخش فیزیک به ابداعی داده می‌شود که برای بشریت بیشترین فایده را داشته باشد. با استفاده از ال‌ای‌دی‌های آبی می‌توان نور سفید را به روش بهتری تولید کرد. با ظهور لامپهای ال‌ای‌دی، ما اکنون از جایگزینهای با دوامتر و بصرفه‌تری نسبت به منابع قدیمی نور برخورداریم.  
ایسامو آکاساکی، هیروشی آمانو و شوجی ناکامورا با تولید پرتوهای نور آبی درخشان از نیمه‌رساناهای خود در اوائل دهه 1990، یک تحول بنیادین در فناوری نور ایجاد کردند. دیودهای قرمز و سبز از مدتها قبل ابداع شده بود اما بدون نور آبی، لامپهای سفید قابل ساخت نبودند. با وجود تلاشهای قابل توجه، هم در جامعه علمی و هم در صنعت، ال‌ای‌دی آبی برای سه دهه به شکل چالشی بزرگ باقی ماند.

در آن زمان آماساکی با آمانو در دانشگاه ناگویا همکاری می‌کرد، در حالیکه ناکامورا در شرکت مواد شیمیایی Nichia در توکوشیما مشغول کار بود. ابداع آنها بسیار انقلابی است. لامپهای رشته‌ای قرن بیستم را روشن کردند و اکنون در قرن 21، جهان با لامپهای ال‌ای‌دی روشن خواهد شد.
لامپهای ال‌ای‌دی سفید از خود یک نور درخشان سفید منتشر می‌کنند و بادوام و از لحاظ انرژی بصرفه هستند. آنها بطور مداوم در حال ارتقا بوده و بصرفه‌تر می‌شوند. از آنجایی که حدود یک چهارم مصرف برق جهان برای مقاصد نورافشانی است، ال‌ای‌دی‌ها به ذخیره منابع زمینی کمک زیادی می‌کنند. همچنین مصرف مواد به دلیل دوام 100 هزار ساعته ال‌ای‌دی در مقایسه با 1000 ساعته بودن لامپهای رشته و لامپهای فلورسنت 10 هزار ساعته بسیار کاهش می‌یابد.   
ابداع ال‌ای‌دی آبی تنها 20 سال پیش صورت گرفته اما در حال حاضر به ایجاد نور سفید به شیوه‌ای کاملا جدید به نفع همه انسانها کمک کرده است.
نام این دانشمندان در حالی با جایزه نوبل فیزیک 2014 گره خورد که گمانه‌زنی‌های موسساتی مانند تامسون رویترز به «چارلز ال. کین»، «لورانس مولن‌کامپ» و «شوچنگ ژانگ» برای کشف حالت جدید ماده موسوم به اسپین کوانتومی یا «جیمز اف. اسکات»، «رامامورتی رامش» و «یوشیری توکورا» برای تحقیقات در حوزه ذخیره‌سازی داده و «پیدونگ یانگ» برای طراحی کوچکترین لیزر جهان (نانولیزر) به عنوان برنده احتمالی جایزه نوبل فیزیک اشاره داشتند.  این جایزه سال گذشته به فرانسیس انگلرت و پیتر هیگز برای کشف ذره هیگز اهدا شد.  با آکاساکی آمانو و ناکامورا، تعداد برندگان ژاپنی جایزه نوبل به 21 نفر رسید که از این تعداد، 10 تن از آنها برنده جایزه نوبل فیزیک بوده‌اند.

 

برندگان نوبل شیمی 2014 سازندگان میکروسکوپ فوق واضح فلورسانس

 

جایزه نوبل شیمی به “اریک بتزویگ” از موسسه پزشگی هوارد هیوز آمریکا، “ویلیام مورنر” از دانشگاه استنفورد و “استفان هل” از موسسه مکس پلانک در گوتینگن آلمان به دلیل ساخت میکروسکوپ فلورسانس  و گسترش وضوح میکروسکوپ نوری اختصاص یافت. کار تحقیقاتی این سه نفر مطالعه فرآیندهای مولکولی درون سلولی در حین وقوع را ممکن کرده است. اکنون دانشمندان می‌توانند سیناپسهای بین سلولهای عصبی مغز را توسط مولکول ها ببینند و پروتئین‌های دخیل در بیماریهای پارکینسون، آلزایمر و هانتینگتون را پیگیری کنند.

در سال ۱۸۷۳، “ارنست آبه”، فیریکدان آلمانی یک حد فیزیکی را برای حداکثر وضوح میکروسکوپ نوری سنتی تعیین کرد. از نظر ارنست، این وضوح هیچگاه نمی‌توانست بهتر از ۰.۲ میکرومتر باشد.

از زمانی که استفان هل دکترایش را در سال ۱۹۹۰ از دانشگاه هایدلبرگ گرفت، به دنبال راهی برای دور زدن محدودیت ۰.۲ میکرون که ارنست آبه آن را بیش از یک قرن پیش گفته بود می‌گشت.

سرانجام استفان هل در سال ۲۰۰۰ موفق به استفاده از روش میکروسکوپی کاهش گسیل القایی شد. در این روش از دو پرتو لیزر برای تحریک  مولکول‌های فلوئورسنت به منظور درخشیدن آن‌ها و دیگری برای لغو همه فلورسانس‌ها به‌جز نمونه‌ای که اندازه نانومتری دارد استفاده می‌شود.

اریک بتزیگ و ویلیام مورتر به‌طور جداگانه، پایه‌های دومین به‌نام میکروسکوپی تک مولکولی را بنا نهادند. این روش بر امکان خاموش و روشن کردن مولکول‌های فلوئورسنت به صورت جداگانه تکیه دارد. با خاموش و روشن کردن آنها، امکان دیدن محیط مجاور آنها که قبلا دیده نمی شدند پیدا می‌شود. دانشمندان چندین بار از یک منطقه تصویربرداری کرده و هربار به چند مولکول محدود اجازه درخشیدن می‌دهند. قرار دادن این تصاویر به یک تصویر نهایی با مقیاس نانو منجر می‌شود. اریک بتزیگ برای اولین بار در سال ۲۰۰۶ از این روش استفاده کرد.

اما برندگان نوبل شیمی امسال توانستند با کمک مولکول‌های فلوئورسنت این محدودیت را رفع کنند و میکروسکوپ نوری را به بعد نانو برسانند. میکروسکوپ‌های فلوئورسنت معمولاً در علم بیولوژیکی استفاده می‌شود.

البته در حال حاضر قوی‌ترین میکروسکوپ الکترونی توان نمایش ذراتی به اندازه ۵۰ پیکومتر (پنج صدم نانومتر) و قابلیت نمایش تصاویری از اجزای اتم و حرکت اتم‌ها را دارد. اما این نوع میکروسکوپ‌ها کاربردی متفاوت با میکروسکوپ فلوئورسنت دارد.

برای مشاهده نمونه توسط میکروسکوپ الکترونی، نمونه باید در خلاء و به دور از هوا نگه‌داری شود. همین طور باید کار‌های دیگری نیز برای آماده سازی نمونه انجام داد.  که در هرصورت سلول دیگر زنده نخواهد بود که این مشکل باعث ضعف میکروسکوپ الکترونی در برابر میکروسکوپ فلورسانس می‌شود، زیرا در میکروسکوپ فلورسانس امکان نمایش سلول‌ها به صورت زنده وجود دارد.

 

/ 0 نظر / 26 بازدید