Assegnati i Nobel per la fisica e chimica
Nel mese di ottobre sono stati assegnati a Stoccolma i premi Nobel 2020 per la Chimica e per la Fisica.
Quest’anno, il Nobel per la Chimica lo hanno condiviso la biochimica francese Emmanuelle Charpentier e la chimica americana Jennifer A. Doudna con la motivazione «per lo sviluppo di un metodo per l’editing del genoma». Le due ricercatrici hanno infatti messo a punto la tecnica che taglia e incolla il Dna aprendo la strada a molte strategie un tempo molto più complicate, specie in fase di trattamento, estrazione e purificazione del campione, ottenendo risultati applicabili, oltre che al comparto sanitario e clinico, anche in altri settori produttivi, come ad esempio quello primario. La CRISPR/Cas9 può infatti essere utilizzata per modificare l’informazione genetica di animali, piante e microrganismi.
Premiata quindi la branca della biochimica e delle bioanalisi, nell’anno segnato dall’emergenza sanitaria di portata mondiale. Le studiose nel contesto del lavoro premiato hanno messo a punto delle forbici molecolari utili per tagliare in maniera selettiva frammenti di DNA ed effettuare un “editing del genoma”. Già nel 2016 il Nobel per la Chimica fu assegnato a Jean-Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart e Bernard L. Feringa proprio per i loro studi sulle macchine molecolari. Tale metodo è orientato alla semplificazione delle metodiche e alla riduzione dei tempi necessari a modificare o riscrivere il DNA. Si ritiene sia metodo utile soprattutto per ulteriori studi e ricerche su malattie genetiche, ma anche efficientemente calabile in quei comparti, come ad esempio l’agricoltura, che beneficiano anche del supporto genetico per un migliore controllo della resa delle colture.
È la prima volta, nella storia dei Nobel dedicati alla scienza, che due donne dividono il premio più ambito dai ricercatori di tutto il mondo: istituito nel 1901, è stato assegnato finora, solo a cinque donne. “Le donne – ha dichiarato Emmanuelle Charpentier – possono lasciare un segno importante nella scienza ed è importante che lo sappiano le ragazze che vogliono lavorare nella ricerca. Spero che questo riconoscimento sia un messaggio positivo per quante vogliono seguire la strada della ricerca. La speranza – ha aggiunto – è che questo Nobel dimostri alle più giovani che le donne possono avere un impatto attraverso le ricerche che svolgono”.
Per la Fisica invece il premio è andato per metà a Roger Penrose, e per l’altra metà a Reinhard Genzel e Andrea Ghez. Il tema premiato, relativo all’astrofisica, parte dalla teoria della relatività generale di Einstein per convergere su buchi neri e metodi matematici con lo scopo di conoscere e descrivere con sempre maggiore accuratezza e precisione il nostro universo e le sue caratteristiche.
Quest’anno sono stati sostanzialmente premiati gli studi sui buchi neri, oggetti cosmici che suscitano molto interesse e di cui, fino a un secolo fa, non si sospettava nemmeno l’esistenza. Penrose, classe 1931, professore emerito dell’Università di Oxford è stato premiato per aver scoperto che la formazione dei buchi neri è coerente (matematicamente) con la teoria della Relatività generale di Albert Einstein. Penrose ha collaborato anche con Stephen Hawking, morto nel 2018, e in effetti le sue previsioni chiave sono inquadrate nei cosiddetti teoremi di Hawking-Penrose.
R. Geinzel, classe 1952, e A. Ghez, classe 1965, entrambi Professori presso l’Università della California, si sono aggiudicati l’onorificenza per aver scoperto un oggetto supermassiccio al centro della Via Lattea, la nostra galassia. Utilizzando i telescopi più grandi del mondo e sviluppando rilevatori a infrarossi nuovi e con una sensibilità pari a circa 2 micrometri, di nuova generazione in grado di localizzare le stelle in modo relativamente preciso, hanno quindi scandagliato a lungo il centro della nostra galassia e individuato questo oggetto che, coerentemente con altre congetture e osservazioni, deve necessariamente essere un buco nero e che hanno chiamato Sagittarius A.
Gli astrofisici per 30 anni hanno seguito il percorso di una delle stelle che, soggetta ad attrazione gravitazionale, orbita intorno a Sagittarius A con una velocità pari al 3% della velocità della luce. Ciò che è stato osservato e studiato è che S2, la stella in questione, non descrive una semplice ellisse chiusa durante la sua rivoluzione attorno a Sagittarius A, ma il suo moto disegna una sorta di rosone. Il motivo di questa distorsione riguarda proprio la presenza del buco nero al quale la stella passa piuttosto vicino. Un oggetto il cui diametro dovrebbe essere pari a circa 20 miliardi di chilometri.
La legge di gravitazione universale formulata da Newton ci permette di calcolare con ottima approssimazione la caduta di un oggetto o l’orbita terrestre. Ma, dove il campo gravitazionale si fa davvero molto intenso, come in prossimità di un buco nero, le formule di Newton non bastano più. Infatti l’orbita di S2, come anche quella di Mercurio (pianeta più vicino al Sole), subisce una precessione molto più marcata, tale per cui ogni volta che si avvicina al centro di gravitazione l’orbita viene modificata leggermente. Orbita che è possibile calcolare grazie alla Relatività generale di Einstein.
L’esistenza dei buchi neri non fa che confermare e validare, insieme ad altre osservazioni, la formulazione della Relatività generale di Einstein, elemento di congiunzione tra Fisica classica e moderna. Ed è proprio alla base della Fisica moderna che si sviluppano molte applicazioni tecnologiche, dalla produzione di energia agli acceleratori lineari utilizzati a scopo medico, che accompagnano le grandi evoluzioni della nostra epoca e anche della nostra stessa professione.
Ultimo inciso: Andrea Ghez è la quarta donna da sempre a vincere un premio Nobel per la Fisica, ma la seconda negli ultimi 3 anni.