Svarte hull, elektronmikroskop og chili er stikkord for vinnerne av Kavliprisen 2020

Kavliprisen i astrofysikk går til Andrew Fabian (bildet)  fra Storbritiannia.   Han får prisen for sin forskning på hvordan svarte hull påvirker sine omkringliggende galakser. Kunngjøringene av alle de tre Kavliprisene skjedde digitalt nå klokken 15.15.

En mann med skjegg ser mot kameraet

SVARTE HULL: Cambridge-professor Andrew Fabian er tildelt Kavliprisen 2020 i astrofysikk for sin forskning på hvordan svarte hull påvirker sine omrkringliggende galakser.

Foto: Sam Fabian

I nanovitenskap deles prisen mellom Harald Rose og Knut Urban  fra Tyskland, Maximiliano Haider fra Østerrike og Ondrej L Krivanek fra Storbritannia og Tsjekkia. David Julius og Ardem Patopoutian fra USA deler prisen i nevrovitenskap.

«Vinnerne av Kavliprisen 2020 er forskere i verdensklasse, og de er forbilder for nåværende og fremdtidige generasjoner», sier Hans Petter Graver, preses i Det Norske Videnskaps-Akademi i en pressemelding.  Også  forsknings- og høyrere utdanningsminister Henrik Asheim hyller prisvinnerne. 

– På vegne av regjeringen har jeg gleden av å gratulere syv fremragende forskere med årets Kavlipris. Takket være dem vet vi mer om galaksen som et økosystem, kompleksiteten i hjernen, og vi har muligheten til å se detaljer som er mindre enn en milliondels millimeter, sier  Henrik Asheim i en pressemelding

Forståelsen av rollen svarte hull har i universets "økosystem" 

Kavliprisen i astrofysikk går til astronomen og astrofysikeren Andrew Fabian for hans forskning og iherdige arbeid for å løse mysteriet med hvordan svarte hull påvirker sine omkringliggende galakser. I begrunnelsen for å gi ham prisen, står det at i flere tiår har forskere grublet på de mekaniske og fysiske prosessene i galakser, og mange har gjort oppdagelser som peker mot aspekter ved deres indre virkemåte.

Ingen har likevel hatt Fabians unike utgangspunkt: han anvender en multiskala-forståelse, kombinert med en systematisk viten om hvor han skal lete for å sette bitene i puslespillet sammen til det store bildet i dette svære økosystemet, går det fram av pressemeldingen fra VidenskapsAkademiet som har ansvaret for Kavliprisen.

Forskningen til Andrew Fabian forklares med at det i det nåværende kosmologiske paradigmet er universet et "levende" system. Strømmene av gass inn i galakser med svarte hull i sentrum, og den påfølgende frigjøringen av energi tilbake inn i galaksene og deres omgivelser, spiller vitale roller.

Svarte hull er de mørkeste objektene i universet, og de observeres når deres gravitasjon tiltrekker seg omkringliggende gass, støv og stjerner. Dette virvles inn i de svarte hullene i høy hastighet, og det skapes intens stråling. Mye av denne strålingen er røntgenstråler. Empirisk røntgenastronomi åpner opp for å se disse og andre ekstremt varme og energifylte komponenter i universet. Røntgenastronomien fremskaffer kunnskap om hvordan disse prosessene fungerer. Den avdekker også hvordan de største bestanddelene i universet kan ha en grunnleggende påvirkning på universets utvikling. 

Andrew Fabian, som er professor ved Universitetet i Cambridge, benytter seg av røntgenastronomi for å utforske universets fysikk. Hans samlede arbeider – fra forståelsen av storskala galaktisk utvikling til fysikken i svarte hull i galaksenes sentrum – har satt ham i stand til å trekke forbindelseslinjer mellom lokale forhold rundt supermassive svarte hull og de store strømmene av gass som flyter inne i og mellom galakser.

Denne forskningen gir tegn på at supermassive svarte hull i hjertet av galakser er selve motorene som driver strømmen av varm gass ut av galaksen, omfordeler energi rundt i universet og danner byggesteinene for dannelsen av fremtidige galakser, heter det.  Prisen er på en million dollar.

Korrigerte avbildningsfeil i elektronmikroskop

Kavliprisen i nanovitenskap går til fire forskere for deres utvikling av forbedrede linser i elektronmikroskoper. De har korrigert avbildningsfeil. Dette har gjort det mulig for forskere over hele verden å se strukturen til, og den kjemiske sammensetningen av, materialer med større presisjon enn tidligere. Prisvinnerne er Harald Rose ved Universitetet i Ulm og det tekniske universitetet i Darmstadt, Maximilian Haider ved CEOS GmbH, Knut Urban ved Forschungszentrum Jülich og Ondrej Krivanek ved Nion Co. 

I løpet av de første årene av det 20. århundret ble elektronstråler med bølgelengder på atomskala tilgjengelige, og dette førte til oppfinnelsen av transmisjonselektronmikroskopet i 1931. Dette mikroskopet sender en elektronstråle gjennom et tynt materiale og danner et bilde basert på hvordan elektronet beveger seg gjennom materialet. Bildet blir deretter forstørret og fokusert på en skjerm. Men bildene ble forvrengte og uskarpe, fordi det viste seg å være vanskelig å lage ideelle linser som kunne fokusere elektronstråler.

Denne utfordringen forble uløst i mer enn 60 år, selv om mange forskere strevde hardt med å finne en løsning. Takket være prisvinnernes innsikt og ferdigheter, sammen med økningen i datakraft på 1990-tallet, ble det til slutt utviklet såkalte aberrasjonskorrigerte linser basert på elektromagnetiske felt som fokuserer elektronstråler. Dette gjør det mulig å lage bilder med en oppløsning bedre enn én ångström og analysere den kjemiske sammensetningen i tre dimensjoner. Prisvinnerne deler 1 million dollar.

«Varmen i chilipepper og kjøligheten i mynte»

Kavliprisen i nevrovitenskap gis til David Julius og Ardem Patapoutian for deres uavhengige oppdagelser av sansereseptorer for henholdsvis temperatur og trykk. Mens mekanismene for lukt og syn har vært beskrevet lenge, fantes det ingen spesifikk molekylær forståelse av hvordan fysiske egenskaper som temperatur og trykk blir oppdaget og kodet inn i elektriske signaler som hjernen kan behandle.

I løpet av de siste to tiårene har Julius og Patapoutian uavhengig av hverandre beskrevet de molekylære mekanismene som ligger til grunn for følsomheten for temperatur og trykk, så vel som smerte, og frembrakt ny innsikt i fysiologi og sykdom hos mennesker.

 David Julius, som er fysiolog og professor ved University of California i San Francisco, viser hvordan kroppen oppdager høye og lave temperaturer ved å utnytte at det finnes kjemiske påvirkninger som minner om forskjellige temperaturer – slik som varmen i chilipepper og kjøligheten i mynte. Julius og hans team begynte med å bruke capsaicin, den kjemiske forbindelsen i chilipepper som fremkaller følelsen av varme, for å identifisere genet som koder den første kjente temperaturfølsomme sensoren, ionekanalen TRPV1.

Ardem Patapoutian, professor ved Scripps Research og forsker ved Howard Hughes Medical Institute, oppdaget en familie av trykksensitive ionekanaler kalt PIEZOer, med dype evolusjonsbiologiske røtter, som er til stede i mange fjernt beslektede arter. 

Patapoutian og medarbeiderne benyttet celler fra en cellelinje fra nevroblastom, som kan dyrkes i en skål i et laboratorium. Disse cellene reagerer på trykkforandringer fra lett berøring med å generere et elektrisk signal. Med en utvalgt liste på over 300 gener (av de over 20.000 i vårt DNA) som kan tenkes å kode for en trykksensitiv kanal, dyrket de frem kulturer av celler som manglet ett gen om gangen.

Patapoutians laboratorium testet deretter prøvene en etter en, på jakt etter genet som, når det manglet, resulterte i celler uten evne til å reagere på trykk. Gen nummer 72 på listen viste seg å være det rette.  De to prisvinnerne deler en million dollar.

Prisutdeling i september 2022

Kavliprisen er et samarbeid mellom Det Norske Videnskaps-Akademi, det norske Kunnskapsdepartementet og stiftelsen The Kavli Foundation (USA). Kavliprisen belønner forskere for banebrytende fremskritt innen astrofysikk, nanovitenskap og nevrovitenskap som øker vår forståelse av det som er veldig stort, det som er veldig lite og det som er veldig komplekst. Annethvert år deles det ut tre priser, hver på en million dollar, innen hvert av de tre feltene.

Tradisjonen er at Kavliprisen skal deles ut i Oslo i en seremoni ledet av Hans Majestet Kong Harald. På grunn av korona-pandemien er årets prisseremoni utsatt, og vil bli holdt sammen med prisseremonien 2022 i september 2022, går det fram av en pressemelding fra Det Norske Videnskaps-Akademi.

Les mer på Kavliprisens nettside

Emneord: Priser, Forskning Av Martin Toft
Publisert 27. mai 2020 15:15 - Sist endra 27. mai 2020 16:39
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikkje UiO- eller Feide-brukar?
Opprett ein WebID-brukar for å kommentere