Нобелевская премия ежегодно вручается за выдающиеся научные исследования, вклад в культуру и жизнь общества. Церемонию проводит Шведская королевская академия наук, названа премия в честь ученого Альфреда Нобеля, давшего миру 355 изобретений, в частности, динамит. Сейчас зачастую лауреатами научных премий становятся ученые, чьи достижения сложны для понимания большинства людей. Для этого мы переводим сложный научный язык на простой, чтобы было окончательно понятно — за что дается престижная награда.
Физика: первая экзопланета
Премию по физике в 2019 году получили швейцарцы Дидье Келоз и Мишель Майор за открытие первой экзопланеты.
Экзопланеты — это планеты за пределами солнечной системы, вращающиеся вокруг своих звезд.
Келоз и Майор еще в 1995 году обнаружили еле заметные колебания звезды Гельветиос на расстоянии 50 световых лет в созвездии Пегаса. Выяснилось, что они были вызваны вращением планеты-гиганта под названием 51 Пегас b.
Масса найденной планеты составляет половину массы Юпитера. Ее расстояние от звезды — всего 5% от расстояния между Землей и Солнцем.
«Изучение экзопланет является, пожалуй, самой резонной областью астрономии. Теперь мы знаем, что вокруг большинства звезд вращаются свиты планет. В нашей галактике может быть миллиард планет, похожих на Землю (по размерам и расстоянию от их звезды, также там может существовать жидкая вода). Это двигает нас на шаг вперед к увлекательному вопросу обнаружения улик на ближайшей из этих экзопланет», — сказал профессор сэр Мартин Рис.
Физика: теория возникновения и развития Вселенной, опора для будущих исследований
Премию по физике швейцарцы Дидье Келоз и Мишель Майор поделили с канадцем Джеймсом Пиблсом. Тот более 20 лет посвятил открытиям в области космологии, ставшими основанием для современного понимания истории Вселенной.
«Теоретические открытия в физической космологии» — так охарактеризовали работы ученого на церемонии. В отличие от Келоза и Майора его заслуги — это не одна работа, а совокупность открытий в области космологии.
Открытия Пиблса позволили ученым выяснить, что
Они, в свою очередь, не изучены человеком. Так, ученый указал, какие сферы нужно изучать его коллегам.
«У нас есть четкие доказательства того, что вселенная расширилась от горячего, плотного состояния,», — сказал Пиблс. — Но мы должны признать, что темная материя и темная энергия остаются непостижимыми. Есть еще много открытых вопросов — что такое темная материя и Космологическая постоянная Эйнштейна?»
Профессор сэр Мартин Рис назвал Пиблса самым влиятельным в мире и уважаемым космологом за его достижения в этой области за последние полвека.
Да, именно столько канадец занимается космологией. Еще в 1960-х годах ученый разработал модель Большого взрыва в качестве теоретической основы для описания Вселенной. Позже он получил известность как популяризатор науки за труд «Структура Вселенной в больших масштабах». В русском переводе он был опубликован еще в 1983 году.
Химия: литий-ионные аккумуляторы, стоящие в вашем смартфоне
Премию за исследования в области химии получили трое ученых: немец Джон Гуденаф, британец Стэнли Уиттингем и японец Акира Есино. Они награждены за разработку литий-ионных аккумуляторов.
«Литий-ионные аккумуляторы совершили революцию в нашей жизни. Они используются везде — от мобильных телефонов до ноутбуков и электромобилей. Своей работой лауреаты награды в области химии заложили основы беспроводного общества, где нет места ископаемому топливу», — говорится в твиттере Нобелевской премии.
Литий-ионные аккумуляторы работают на реакциях окисления металлического лития, входящего в состав анода (положительный электрод). При разрядке металл окисляется и в форме катиона (положительно заряженный ион) движется к катоду (отрицательно заряженный электрод). При зарядке происходит обратный процесс.
Гуденаф рассказал Nature, что развитию литий-ионных аккумуляторов способствовал нефтяной кризис 1970-х годов. Тогда выявилась зависимость общества от импортирования нефти. Это побудило к поискам альтернативного источника энергии — в частности, солнечной и ветровой. Тем не менее, ученые остановились на аккумуляторах с возобновляемой энергией.
Развитие литий-ионных аккумуляторов прошло в три этапа, в каждом весомую роль сыграл один из трех номинантов. Понятнее всего их описывает издание Nature.
Первые попытки создания литий-ионных аккумуляторов были предприняты еще в 1970-х годах. Стэнли Уиттингем, работавший в нефтяной компании Exxon, предложил идею перезаряжаемых батарей и показал первый прототип. У батареи была высокая плотность энергии, диффузия ионов лития в катод была обратимой, что делало аккумулятор заряжаемым. Технологию не стали использовать массово из-за высоких производственных затрат и низкой степени безопасности.
В конце 1970-х и начале 1980-х годов уже Джон Гуденаф разработал аккумуляторы с катодами из слоистых оксидов, способных накапливать ионы лития. Это значительно увеличило плотность энергии.
А в 1980-х годах за аккумуляторы взялся Акира Есино и сделал их пригодными к коммерческому использованию. «Я принялся за работу в 1981 году, и я изобрел литий-ионный аккумулятор в 1985 году», — сказал ученый.
Он внес изменения в материалы, которые значительно повысили безопасность и сделали возможным коммерческое производство батарей. В его дизайне впервые использовались материалы с высоким содержанием углерода, в которые можно было добавлять ионы лития.
Экономика: борьба с бедностью как наука
Лауреатами по экономике в 2019 году стали Абхиджит Банерджи, Эстер Дюфло и Майкл Кремер (США). Группа ученых придумала, как бороться с бедностью в развивающихся странах системно и как оценивать эффективность работы точными мерами.
Они применили рандомизированные эксперименты, ранее применявшиеся только в естественных науках. «Результаты их работ и исследователей, повторивших их путь, значительно улучшили нашу способность бороться с бедностью на практике», — говорится на сайте Шведской академии наук.
Низкий уровень образования вызывается рядом факторов — от мотивации учителей до числа учеников в одном классе. Ученые получили ответ на вопрос, какую из проблем надо решить в первую очередь.
Майкл Крамер провел эксперимент в Кении. Он поделил классы на группы и в каждой ввел одно из изменений — оказывал разную материальную помощь. Раздача дополнительных учебников и оборудования для класса не повлияли на качество обучения, бесплатные школьные обеды лишь сократили число прогулов среди учеников, действительно повысилось качество образования, когда деньги использовались для стимулирования учителей.
Когда от результатов тестов учеников зависела зарплата учителей, показатели действительно улучшились. Впрочем, это тоже не идеальный метод — в такой системе педагоги могут просто натаскивать учеников для сдачи теста, игнорируя изучение действительно важных дисциплин. Тем не менее, исследование показало, что на улучшение результатов сильнее всего влияет мотивация педагогов.
В Кении провели еще одно исследование. Учителя стали работать не на ставке, а по контракту, который продлевался только в случае успешных показателей детей. В других классах учителя продолжили работать на ставке, при этом их размер уменьшили с 82 до 44 человек. В итоге педагоги стали пропускать больше занятий, а показатели учеников не улучшились.
Дело Крамера продолжили Банерджи и Дюфло в Индии. Ученые подтвердили выводы, полученные коллегой в Кении, и обнаружили еще одну закономерность: успеваемость улучшает не столько увеличение вливаний в образование, сколько изменение организации процесса обучения.
В первую очередь они выявили причины неявки на прививки. Ими оказались низкая ответственность врачей и привычка родителей откладывать «на потом».
Решить проблему попробовали тремя способами: контрольная группа, передвижная клиника и та же передвижная клиника, но с подарком за явку в нее. Наиболее эффективным оказался третий способ — там количество вакцинированных выросло на 39%. Выяснилось, что символический подарок — пачка чечевицы — мотивирует родителей не откладывать вакцинацию на потом.
Это тоже интересно: