Nobelova nagrada za hemiju (2013. godina)

Švedska kraljevska akademija nauka danas je u Stokholmu saopštila imena ovogodišnjih dobinika Nobelove nagrade za hemiju. Trojica naučnika Martin Karplus, Majkl Levit i Arijeh Voršel dobitnici su Nobelove nagrade za hemiju za 2013. godinu. Njih trojica su ovu nagradu dobili za “razvoj modela kompleksnih hemijskih sistema”.

Ova trojica naučnika postavila su osnove moćnih kompjuterskih programa koji se koriste za razumevanje i predvidjanje hemijskih procesa a kompjuterski modeli koje su razvili dali su značajan doprinos mnogim savremenim naučnim istraživanjima u oblasti hemije.

Modele jednostavnih molekula moguće je napravidi uz pomoć “štapa i kanapa”, tj. plastičnih kulica i štapića, onako kako se to radi u školskim laboratorijama ali ovakvi modeli osim vizuelnog efekta u procesu učenja nemaju neki istraživački značaj. Sredinom sedamdesetih godina prošlog veka Martin Karplus, Majkl Levit i Arijeh Voršel, ovogodišnji dobitnici Nobelove nagrade, kreirali su osnovna rešenja moćnih programa za modeliranje molekula i simuliranje hemijskih reakcija. Ovi kompjuterski modeli preslikavali su procese iz realnog sveta u “digitalni” i postali su osnova daljeg razvoja hemije.

Kako se hemijske reakcije odigravaju velikom brzinom, u deliću milisekunde, javili su se ozbiljni problemi u klasičnoj hemiji koja nije mogla da prati svaki korak rakcija. Za opisivanje molekula i reakcija hemičari su koristili dva pristupa, jedan je bio zasnovan na Njutnovoj a drugi na kvantnoj fizici. Velika prednost Njutnove fizike je mnogo lakše razumevanje i mnogo jednostavnija izračunavanja i omgućavala je modeliranje velikih molekula. “Cena” koja se plaća je nemogućnost modeliranja hemijskih reakcija. Za opisivanje reakcija hemičari su morali da koriste kvantnu fiziku, a ovakav pristup zahtevao je mnogo izračunavanja i bio je primenljiv samo za male molekule.

Radovi ovogodišnjih dobitnika Nobelove nagrade za hemiju uspešno su povezali elemente Njutnove fizike sa fundamentalnijom kvantnom fizikom. Ova trojica naučnika uzeli su najbolje iz klasičnog i kvantnog “sveta” i razvili metod koji koristi i Njutnovu i kvatnu fiziku. Na ovaj način ovogodišnji laureati povezali su dve, ranij suprotstavljene, hemije, klasični sa jedne i kvantnu sa druge strane.

“U njihovim kompjuterskim modelima Njutn i njegova jabuka sarađivali su sa Šredingerom i njegovom mačkom” navedeno je u popularnom objašnjenju naučnog doprinosa ovogodišnjih dobitnika Nobelove nagrade za hemiju.

Ovakav pristup omogućio je kreiranje moćnih programa za simulaciju hemijskih procesa a kompjuteri su postali moćan alat u laboratorijama za hemiju. Modeli i simulacije hemijskih reakcija postali su dovoljno dobri i moćni da omoguće bolje razumevanje realnih procesa. Spektar primene modela koje su kreirali Martin Karplus, Majkl Levit i Arijeh Voršel je ogroman, oni se mogu primenjivati od procesa u industrijskoj hemiji do simulacije procesa u živim organizmima, od poboljšanja motornih ulja i solarnih ćelija do delovanja lekova.

Više o ovogodišnjim laureatima i naučnom doprinosu i značaju možete saznati na stranici Nobelove nagrade za hemiju za 2013. godinu.