Denník N

Veda v roku 2016: gravitačné vlny, molekulové stroje, vakcína proti ebole a oveľa viac

Zo života základného výskumu. Foto – Martina Ribar Hestericová
Zo života základného výskumu. Foto – Martina Ribar Hestericová

Rok 2016 bol vo vede bohatý na množstvo významných objavov. Čo hýbalo svetom chémie, fyziky, biológie alebo psychológie?

Rok 2016 bol viac ako bohatý na vedecké publikácie, veľa z nich sa však nedostalo na prvé stránky novín. Dôvodom je fakt, že tento rok sa udialo veľa vecí, ktoré sa na prvý pohľad mohli zdať dôležitejšie.

Bez základného výskumu by sme však nemali žiarovky, GPS, chladničky, ale ani množstvo chemických katalyzátorov, ktoré sa bežne používajú pri syntéze liečiv. Základný výskum predstavuje základ, na ktorom môže aplikovaný výskum stavať.

Je preto viac ako pravdepodobné, že aj doteraz médiami zabudnutý výskum sa o niekoľko mesiacov až rokov dostane na titulné strany ako prelomový. Tohtoročný výber vedy preto nie je zoradený podľa popularity.

1. Fyzika

Existenciu gravitačných vĺn predpovedala už Einsteinova všeobecná teória relativity. Začiatkom februára tohto roku sme sa dozvedeli, že experiment LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observator) zaznamenal signály, ktoré potvrdili ich existenciu a umožnili zrekonštruovať udalosť, ktorá ich vyvolala.

Len pár mesiacov nato, v júni, vyšiel článok potvrdzujúci druhú úspešnú detekciu týchto vĺn.

Gravitačné vlny sú časopriestorová deformácia, ktorá vzniká pri niektorých druhoch pohybu, napríklad pri vzájomnom obiehaní sa dvoch telies. Aby sme ich mohli na Zemi odmerať, musí ísť o telesá, ktoré sú veľmi veľké, napríklad dve masívne čierne diery.

Po zrážke dvoch čiernych dier fyzici odmerali záchvev aj u nás na Zemi, hoci s oneskorením jeden a pol miliardy rokov. Namerané hodnoty porovnávali s katalógom predpripravených simulácií a našli udalosť, ktorá vlny vyvolala – zrážka dvoch čiernych dier s hmotnosťou (dokopy) zhruba šesťdesiatkrát väčšou ako Slnko.

Prekvapením bolo, že tento výskum nedostal Nobelovu cenu. Odniesli si ju vedci za výskum topologických fázových prechodov a topologických fáz hmoty. Išlo o výskum skúmania netriviálnych usporiadaní hmoty pri nízkych teplotách. Je možné, že gravitačné vlny jednoducho nestihli uzávierku Kráľovskej švédskej akadémie vied a že ich ocenia budúci rok.

2. Chémia

Po niekoľkých rokoch si Nobelovu cenu za chémiu odniesol výskum, ktorý bol čisto chemický (najčastejšie oceňované odvetvie chémie je biochémia). Ocenené boli takzvané molekulové stroje, zariadenia veľkosti molekúl.

Ide o významné ocenenie základného výskumu. O možnostiach jeho využitia sa viac dozvieme až o niekoľko rokov. Patria k nim molekulový výťah, umelý rotaxánový sval či dokonca miniatúrne molekulové auto. S dvoma z troch ocenených chemikov pracovali aj Slováci, ktorí nám porozprávali o svojich skúsenostiach a zážitkoch s ocenenými nobelistami.

V chémii sa toho udialo oveľa viac. Napríklad periodická tabuľka chemických prvkov sa tento rok rozrástla o štyri nové prvky, čím sa úplne zaplnil siedmy riadok. Prvky sa volajú: nihonium (Nh), moscovium (Mc), tenessine (Ts) a oganesson (Og).

Vedci tento rok zopakovali funkcie ribozómu. Ide o bunkovú organelu zodpovednú za syntézu bielkovín. Taktiež sa podarilo vyvinúť ruténiový katalyzátor, ktorý poskytuje novú nádej v boji s globálnym otepľovaním. Dokáže totiž vyrobiť metanol aj z nízkych koncentrácií oxidu uhličitého v atmosfére.

Pomocou skenovacieho mikroskopu vedci zmanipulovali molekulu tak, aby sa v nej menili väzby, teda aby prebiehala chemická reakcia.

3. Medicína a biológia

Azda najväčším úspechom vedy tohto roka je úspešné testovanie experimentálnej vakcíny proti vírusu ebola. Vakcína nesie názov rVSV-ZEBOV a bola testovaná na viac ako 10-tisíc ľuďoch v Guinei. Spomedzi 5837 očkovaných pacientov nikto nedostal ebolu, vakcína je teda účinná na 100 percent.

V biológii sa podarilo dosiaľ nevídané: mikroskop spravil po prvý raz farebnú fotku. Na zachytenie farieb v pozorovaných vzorkách vedci využili skupinu chemických prvkov s názvom lantanoidy. Vďaka tomu do fotografií pridali zatiaľ tri farby, zelenú, červenú a žltú.

Metódu CRISPR/Cas9 vedci použili na editovanie ľudských buniek. Táto metóda predstavuje akési molekulárne nožnice, ktoré dokážu presne zamerať a vystrihnúť konkrétny gén alebo celú sekciu génov zo sekvencie DNA. Vďaka tomu vystrihli genóm HIV z ľudských imunitných buniek.

V Číne posunuli hranice ešte ďalej, metódu použili na liečbu pacienta trpiaceho rakovinou. Odobrali mu vzorku  imunitných buniek a metódou CRISPR/Cas9 vymazali gén kódujúci proteín PD-1. Takto upravené bunky mu vpichli naspäť. Procedúra má spomaliť množenie rakovinových buniek. Bez proteínu PD-1 by mali byť tieto bunky aktívnejšie v ich zabíjaní.

4. Technológie

Medzi azda najväčšie úspechy patrí vývoj dosiaľ najefektívnejšieho solárneho článku. Ten je založený na neraste perovskite a dosahuje efektivitu takmer 20 percent.

Rodina dvojrozmerných materiálov sa začala tento rok pomaličky rozrastať. Po 2D boróne z atómov bóru a snanéne z cínu nasyntetizovanom na konci roka 2015 sme počuli aj o antimonéne. Ten by mal mať zaujímavé elektrónové vlastnosti, napríklad zakázaný pás elektrónov. Mohol by sa dať preto použiť ako polovodič.

Metódu 3D tlače sa tento rok poradilo obohatiť ešte o jeden „rozmer“. Nazvaná je 4D tlač a štvrtý rozmer predstavuje kontrola chemického zloženia tlačeného materiálu.

5. Psychológia

Svet psychológie ovládli v roku 2016 replikácie (opakovania) predošlých výskumov.

Minulý rok sme napríklad informovali, že zo sto klasických psychologických štúdií sa podarilo zopakovať iba tretinu. Tento rok sa k neúspešne zopakovaným výsledkom pridali napríklad spochybnenie výskumu o stereotypnej hrozbe, či fakt, že ak na aktivity ľudí dozerajú obrázky očí, mali by sa správať lepšie.

Veda nie je daná a žiadne výsledky nie sú nemenné. Výsledky platia, kým sa ich nepodarí vyvrátiť alebo kým nepríde lepšia hypotéza. Presne toto sa momentálne deje v psychológii, no neznamená to, že by bola v kríze. Ide o prirodzený proces, ktorý dokazuje, že sa výskumu dá veriť, obsahuje totiž fungujúce kontrolné mechanizmy.

6. Vesmír

Vesmírny výskum sa čoraz viac orientuje na cestu na iné planéty či dokonca hviezdy. V hone za novými exoplanétami veda začala veľmi rýchlo napredovať: Keplerov teleskop objavil v máji 1284 nových exoplanét.

Ide o najväčšie jednorazové navýšenie počtu planét, aké sme doteraz zaznamenali. Pomerne veľa z nich môže byť obývateľných, asi 550 z týchto exoplanét sa veľkosťou podobá Zemi, ich povrch by mal byť kamenný.

Planéty však nie sú jediným cieľom výskumu, svetoznámy fyzik Stephen Hawking a ruský miliardár Jurij Milner plánujú vyslať niekoľkogramovú sondu do systému Alfa Centauri, ktorý sa od nás nachádza 4,37 svetelného roka. Použiť plánujú svetlozbernú plachtu poháňanú laserom žiariacim od nás zo Zeme.

Astronómom sa koncom roka podaril zaujímavý objav, odmerali jav s názvom vákuový dvojlom, ktorý bol teoreticky predpovedaný už v roku 1930. Ide vlastne o vplyv prázdneho priestoru na svetelné lúče, ktorý sa prejavuje silnou polarizáciou svetla. Zaujímavé je, že kvantový efekt pozorovali na obrovskej astronomickej škále.

Ako si budovať hlboké vzťahy bez osamelosti? Kúpte si knihu Umenie blízkosti – rozhovory Moniky Kompaníkovej s psychológom Jánom Hrustičom.

Máte pripomienku alebo ste našli chybu? Prosíme, napíšte na [email protected].

Zdravie

Teraz najčítanejšie