16:29 20 Ottobre 2018
Premio Nobel

Da premio Nobel: i russi hanno fatto scoperte sorprendenti

© AP Photo / Fernando Vergara, FILE
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Il primo ottobre si apre la settimana dei Nobel: saranno rivelati i vincitori dei premi più prestigiosi al mondo per la medicina, la fisica e la chimica. Le liste dei nominativi e i candidati selezionati sono tenute segrete. Per questo, non è possibile sapere fra quali candidati sarà scelto il vincitore.

Le agenzie di informazione scientifica stanno stilando delle classifiche per tentare di calcolare la popolarità delle varie scoperte in base a criteri formali. In queste classifiche figurano con regolarità cittadini russi. Sputnik vi parla degli scienziati che meritano il Premio Nobel.

L'isola della stabilità

Nel 2002 fisici russi e statunitensi hanno sintetizzato nell'acceleratore di Dubna l'isotopo di un pesante elemento chimico radioattivo.

Questo isotopo occupa ora la 118a posizione nella tavola periodica ed è stato chiamato Oganesson in onore del principale suo scopritore, Yury Oganesyan, direttore scientifico del Laboratorio di Fisica nucleare presso l'Istituto unito di Ricerca Nucleare Flerov di Dubna.

L'Oganesson è il più pesante tra gli elementi chimici conosciuti. È rarissimo e mai era stato visto in natura. La sua emivita è inferiore al millisecondo. In 4 anni di esperimenti gli scienziati hanno trovato solo 4 atomi di 294Og, l'unico isotopo ad oggi scoperto dell'Oganesson.

Le proprietà chimiche e la struttura dell'elemento sono ancora sconosciute. Si suppone che sia un gas nobile in quanto ricorda il Radon. Vi sono solo supposizioni sul comportamento del suo isotopo stabile. L'Oganesson può essere solido a temperatura ambiente ed è più facile, rispetto ad altri gas inerti, togliere elettroni dall'orbitale p. Se queste ipotesi saranno confermate, gli scienziati arriveranno a ridefinire le proprietà periodiche.

Il gruppo di Oganesyan ha contribuito alla scoperta degli elementi chimici 114, 115, 116 e 117. Gli scienziati hanno dimostrato l'esistenza di una "isola di stabilità": un gruppo di elementi superpesanti con un'emivita molto lunga che rende possibile la loro esistenza in natura.

"Universo multiforme"

Per molto tempo i fisici hanno avuto una concezione semplicistica sulla nascita dell'universo. Dopo il Big Bang 15 miliardi di anni fa da una massa infinitamente compatta è nata una sfera infuocata. Questa sfera si è gradualmente raffreddata e adesso l'universo è una depressione inerte con temperature incredibilmente basse. Del Big Bang è rimasta la radiazione di fondo.

Buco nero
© NASA . Swift/Aurore Simonnet, Sonoma State University
Circa 30 anni fa su impulso delle scoperte nell'ambito della fisica delle particelle elementari queste teorie sono state sostanzialmente riviste. Il fisico sovietico Aleskey Starobinsky ha proposto l'idea secondo cui nei primi istanti dopo il Big Bang si sia verificata una rapida espansione dell'universo, chiamata inflazione.

Il suo collega Andrey Lunde ha sviluppato quest'idea utilizzando gli studi del fisico statunitense Alan Guth.

Dalla teoria dell'inflazione derivano tutte le diverse parti a noi visibili del cosmo. Inoltre, l'universo continua a riprodursi autonomamente. Per questo, l'universo è immortale e infinitamente vario: in esso esistono realtà parallele di altri esseri pensanti.

Per la formulazione della teoria dell'inflazione ad Andrey Lunde (Università di Stanford, USA), Aleksey Starobinsky (facoltà di fisica presso l'Università Statale di Mosca Lomonosov) e Alan Guth (MIT, Boston, USA) sono stati conferiti praticamente tutti i premi per la fisica ad eccezione del Premio Nobel. Nel 2015 hanno ricevuto il premio Kavli.

Laser a raggi X

La capacità unica dei raggi X di penetrare nella materia compatta viene da tempo sfruttata dagli scienziati. Questo permette loro di studiare i materiali e i tessuti vivi e di fotografare la struttura interna. I raggi X e il sincrotrone sono metodi di analisi insostituibili per lo studio della struttura delle molecole proteiche e del DNA.

Nel 1980 i fisici sovietici dell'Istituto di studi nucleari di Novosibirsk Anatoly Kondratenko, Yaroslav Derbenev ed Evgeny Saldin hanno scoperto il fenomeno dell'emissione spontanea che lasciava ben sperare nella creazione in futuro di un laser a raggi X.

Quest'invenzione si protrasse per decine di anni. In quel periodo Kondratenko e Derbenev si avventurarono in altri campi, mentre Evgeny Saldin nel 1990 fu invitato al centro di ricerca tedesco Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY per sviluppare le proprie idee.

Nel 2017 il lavoro di Saldin è stato coronato dall'avvio del più potente laser a elettroni liberi a raggi X al mondo, denominato XFEL. La realizzazione è stata pagata per un quarto dalla Russia.

La radiazione di XFEL è in grado di fotografare sezioni di materia viva più piccole di un nanometro senza danneggiarla. Questo permette di abbattere tutte le barriere esistenti allo studio delle strutture delle biomolecole, permette di decodificare la struttura di qualsiasi proteina in poche ore. Una produttività simile renderà molto più veloce lo sviluppo di discipline come la biologia e la medicina.

Genoma, in guardia!

La tecnica dell'editing del DNA con l'ausilio del sistema CRISPR-Cas è un enorme progresso per la biologia molecolare. I genetisti hanno ora a disposizione un mezzo universale per permette loro di sezionare velocemente una molecola, prelevarne una parte o inserirne una per "disinnestare" un gene.

Un ruolo decisivo nella scoperta di questa nuova tecnologia l'ha svolto Evgeny Kunin, laureato della facoltà di biologia dell'Università statale di Mosca Lomonosov. Dal 1991 lavora negli USA. Al momento è a capo di un gruppo di ricerca presso il Centro nazionale di informazione biotecnologica, la Biblioteca medica nazionale e gli Istituti nazionali di sanità.

Kunin è uno dei cinque biologi più spesso citati da altri scienziati. È considerato uno degli scienziati più influenti nel suo settore.

Più di 30 anni fa nel DNA dei batteri sono state trovate delle brevi sequenze ripetute di nucleotidi (CRISPR). In seguito, è stato chiarito che si tratta di parti di genomi di virus-batteriofagi.

Grazie al lavoro di Kunin e dei suoi colleghi che hanno studiato il genoma degli archei si è scoperto che i CRISPR sono elementi del sistema immunitario. Quando un virus attacca un batterio, le proteine "cas" prelevano un pezzo del suo DNA e inseriscono nel DNA i batteri. Grazie a questa "catalogazione dei nemici" il seguente attacco di virus potrà essere prevenuto sin dall'inizio.

Il gruppo di Evgeny Kunin ha dapprima presentato l'idea secondo cui questo sistema immunitario non solo viene trasmesso dai batteri ma anche per via orizzontale nei geni. Gli scienziati hanno ipotizzato che con l'aiuto dei CRISPR e dei "cas" fosse possibile "disattivare" dei geni non solo nei batteri, cosa che in seguito è stata confermata anche nell'organismo umano.

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Tags:
Laser, genetica, Universo, Premio Nobel, scienza, chimica, fisica, Russia
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