Обладателями Нобелевской премии по физике в 2013 году стали Франсуа Энглер и Питер Хиггс, которые вместе с недожившим до этого момента Робертом Браутом в 1964 году предложили идею так называемой «частицы Бога», или бозона Хиггса. Физикам потребовалось практически 50 лет, чтобы это теоретическое предположение стало экспериментально доказанным.

«Вклад авторов в том, что они обратили внимание на конкретные физические проявления хиггсовского механизма. Обратили внимание на то, что наличие хиггсовского поля должно приводить к тому, что должны быть и частицы, кванты возбуждения хиггсовского поля, – объяснил позицию Нобелевского комитета представитель Института ядерной физики СО РАН Александр Бондарь. – Свойства этой частицы специфические, очень интересные, необычные, аналогов в природе нет до сих пор. Поэтому обнаружение этой частицы – очень важный этап в нашем понимании устройства мира».

Для того чтобы обнаружить бозон Хиггса, был спроектирован и построен знаменитый адронный коллайдер, для достижения этой цели трудилось несколько десятков тысяч человек. Были среди них и ученые новосибирского Академгородка, которые не только создали большое количество комплектующих коллайдера, но и ранее стали авторами идеи, которая была использована при его создании. 

«Сама идея [существования бозона Хиггса] берет свое начало совсем из другой области физики, физики сверхпроводников. Отправная точка в этом деле была сделана Гинзбургом и Ландау, когда они предложили модель сверхпроводимости, – рассказал Александр Бондарь. – Вопрос, как объяснить механизм взаимодействия магнитного поля со сверхпроводником, и был отправным пунктом для рождения этой идеи, которая получила название хиггсовского механизма образования масс. Много идей, технических решений было предложено, в том числе, и целое научное направление – встречные пучки».

Идея встречных пучков зародилась в Институте ядерной физики СО РАН, основоположниками этого метода стали Герш Будкер и Александр Скринский. Здесь же, в ИЯФ, этот метод был реализован, продемонстрирован, и позднее его стали использовать для многих открытий в физике частиц, в том числе, и для открытия бозона Хиггса.

 

По словам Александра Бондаря, в дальнейшем исследования бозона Хиггса и попытки физиков найти брешь в стандартной модели могут помочь в исследовании темной материи. По данным ученых, структура вселенной на 95-97% состоит из частиц темной материи, которые не вписываются в стандартную физическую модель. По мнению ученых, темная материя состоит из специфических частиц, которые очень слабо взаимодействуют со светом и заряженными частицами. Тем не менее, разработанный Хиггсом механизм образования масс субатомных частиц, по словам Бондаря, универсален, но чтобы это проверить потребуются новые эксперименты.

Кроме того, по словам представителя Института неорганической химии СО РАН Владимира Белослудова, определенный вклад российские ученые сделали и в работу лауреатов Нобелевской премии по химии. Вручена она была Мартину Карплюсу, Майклу Левитту и Ари Уоршелу за развитие моделей комплексных химических систем. Работа этих ученых носит теоретический характер, но, по словам сибирского ученого, представляет собой очень важный шаг в эволюции химии.

«Они сделали очень важный шаг. Взаимодействие между молекулами имеет разную природу – очень сильное взаимодействие, которое надо описывать квантовой механикой и достаточно простыми уравнениями Ньютона, – рассказал Владимир Белослудов. – И совместить эти два подхода удалось этим людям, которые начали работать с 1970-ых годов. Получить какие-то результаты в этой области – большое достижение».

Основу для заслужившей Нобелевскую премию работы составили труды Зорге и Китайгородского, которые занимались теорией межмолекулярных взаимодействий. Предложенная нобелевскими лауреатами модель уже нашла свое применение в  совместных с Японией разработках сибирского института.

«Моделирование на молекулярном уровне осуществляют в нашем институте специальные группы, – добавил Белослудов. – То, что мы делаем, – это задачи, связанные с хранением водорода, водородная энергетика. Мы получили мегагрант вместе с японцами, который позволяет моделировать и исследовать возможности хранения водорода в водных системах, в гидравлике».

Еще одна Нобелевская премия, на которую обратили внимание ученые СО РАН, это премия в области медицины. Она досталась Джеймсу Ротману, Ренди Шекману и Томасу Зюдофу за их открытия в области цитологии. Ученым удалось разобраться в механизме везикулярного транспорта в клетках и между ними. Эту транспортную функцию выполняют мембранные пузырьки, без которых человек не мог бы развиваться.

«Пузырьки отвечают за связи практически между всеми частями клетки. Они сливаются с мембраной, и этот процесс слияния был предметом исследования, – рассказала представитель Института химической биологии фундаментальной медицины СО РАН Елена Рябчикова. – Главная суть открытия – что белки одной мембраны, белки второй мембраны сплетаются в своеобразную «косичку». Формирование именно этой «косички» обеспечивает слияние мембраны». 

Важность мембранных пузырьков ученым помогли доказать лабораторные испытания на мышах. Медики удалили им ген, отвечающий за работу синапсов, и наблюдали за развитием животных. Поначалу они росли, но, по словам Елены Рябчиковой, как только пришло время им начать думать, мыши погибли.

«Отсутствие пузырькового транспорта сказывается на всех уровнях. Нет в организме отдельно взятых клеток, есть система. И пузырьки обеспечивают взаимодействие этих систем и, конечно, правильную работу каждой клетки, – пояснила Рябчикова. – А нарушение работы одной клетки может вызвать и мутации, и онкологические заболевания, и много других неприятностей».

В организме человека, к примеру, мембранные пузырьки помогают иммунной системе в борьбе с инфекциями. Кроме того, они поставляют в кишечник слизь, без которой была бы невозможна его работа.

Ключевые работы по мембранным пузырьками были опубликованы еще около 15 лет назад, но, как объяснила Елена Рябчикова, работа ученых-биологов стала для науки фундаментальной и объединяющей.

Как отметили сибирские ученые, в России рождается много хороших идей, которые в итоге находят свою реализацию за границей. Большинство разработок, в том числе и новосибирского Академгородка, оказываются не нужны в России. У ученых СО РАН есть мнение, что в сложившейся в стране ситуации с фундаментальным научным знанием, России Нобелевских премий в обозримом будущем много не видать.