A komplex kémiai rendszerek modellezéséért Martin Karplus, Michael Levitt és Arieh Warshel kapta megosztva az idei kémiai Nobel-díjat – jelentették be szerdán a Svéd Királyi Tudományos Akadémián Stockholmban.
A bizottság indoklása szerint az amerikai tudósok a kvantumkémiai számításokat a klasszikus kémiai számításokkal kombinálva fejlesztettek ki a komplex kémiai rendszerek leírására alkalmas modelleket. A három tudós munkájával megalapozta azokat a számítógépes programokat, amelyek segítenek megérteni és előrevetíteni a kémiai folyamatokat.
A valós folyamatokat tükröző számítógépes modellek ma már nélkülözhetetlenek a kémia legtöbb területén – emelte ki a testület, emlékeztetve arra, hogy a kémiai reakciók villámgyorsan mennek végbe. „Az elektronok a milliszekundum töredék része alatt változtatnak helyet, a klasszikus kémia pedig csak nehezen tudja nyomon követni mindezt. Jóformán lehetetlen kísérleti úton feltérképezni a kémiai folyamatok minden egyes parányi lépését” – mutatott rá indoklásában a bizottság, amely szerint a most díjazott módszerek segítségével a tudósok számítógépekre bízhatják olyan kémiai folyamatok feltárását, mint például a zöld levelek fotoszintézise.
A Svéd Királyi Tudományos Akadémia szerint az osztrák-amerikai Martin Karplus, a brit-amerikai Michael Levitt és az izraeli-amerikai Arieh Warshel munkája úttörő volt a tekintetben, hogy bizonyították: a newtoni klasszikus fizika működhet az alapjaiban eltérő kvantumfizikával együtt. Korábban a kémikusoknak választaniuk kellett, melyiket alkalmazzák. A klasszikus fizika erőssége, hogy a számítások egyszerűek és alkalmasak a nagy molekulák modellezésére. Gyenge pontja viszont, hogy nem használható a kémiai reakciók szimulálására. Erre a célra a kémikusoknak a kvantumfizikához kellett fordulniuk. A számítások azonban hatalmas számítógépes potenciált követeltek meg, épp ezért csak kis molekulák vizsgálatát végezték ezen a módon.
„Az idei Nobel-díjasok mindkét világból a legjobbat emelték át és terveztek olyan módszereket, amelyek egyaránt támaszkodnak a klasszikus és a kvantumfizikára” – fogalmazott a bizottság. Példaként annak modellezését említették, hogy egy gyógyszer miként kapcsolódik a célba vett fehérjéhez az emberi szervezetben. A számítógép kvantumelméleti számításokat végez a célfehérjének azokon az atomjain, amelyek kölcsönhatásba lépnek a gyógyszerrel. A fehérje fennmaradó részeit viszont a kevésbé „megerőltető” klasszikus fizika segítségével modellezik.
Manapság a számítógép ugyanolyan fontos a kémikusok számára, mint a kémcső, a szimulációk pedig olyan valóságosak, hogy képesek megjósolni a hagyományos kísérletek kimenetelét – összegezte az indoklás.
A kémiai Nobel-díjat – amellyel összesen 8 millió svéd korona (272,3 millió forint) is jár – hagyományosan december 10-én, Alfred Nobel halálának évfordulóján adják át Stockholmban.
Forrás: MTI