Lukupään vauhdittajat ja muita nobelisteja

Karri Kokko
Tiede 19.10.2007 14:07

Kemian ja fysiikan nobelit on jaettu. Ensin mainitusta saavat nauttia myös suomalaiset.

 

Teksti Jukka Ukkola
SK netti 19. 10. 2007

Nobelin fysiikan palkinnon saajia ranskalainen Albert Fertiä, 69, ja saksalaista Peter Grünbergiä, 68, saamme suurelta osin kiittää siitä, että käytössämme on kevyitä sylitietokoneita ja MP3-soittimia. He löysivät molemmat tahollaan ja toisistaan riippumatta vuonna 1988 uuden fysiikan ilmiön, suuren magnetoresistanssin (Giant Magnetoresistance, GMR), joka nimestään huolimatta toimii pienenpienessä nanomittakaavassa. Se tarkoittaa sitä, että tiettyjen aineiden vastus putoaa dramaattisesti magneettikentässä, eli hyvin pienet magneettimuutokset aiheuttavat suuria muutoksia sähkönvastuksessa.

Tuo ilmiö otettiin nopeasti käyttöön tietotekniikassa, koska se soveltuu erinomaisesti kovalevyjen uusiin herkkiin lukupäihin, joiden tehtävänä on lukea magneettisesti tallennettua dataa levyltä muuttamalla se ensin sähkövirraksi. GMR-lukupäiden avulla pystytään lukemaan levyltä entistä tiheämpään eli pienemmälle alueelle pakattua tietoa ja entistä heikommista magneettikentistä.

GMR-ilmiö toimii vain hyvin ohuissa, muutaman atomin paksuisissa rakenteissa. Sen hyödyntäminen on yksi ensimmäisistä toimivista nanotekniikan sovelluksista. Vuonna 1994 tulivat markkinoille ilmiöön perustuvat magneettikenttäanturit, ja kolme vuotta myöhemmin IBM toi myyntiin magneettikenttäantureihin perustuvan kiintolevyjen lukupään.

GMR-tekniikan keksimistä pidetään yhä nopeampiin prosessoreihin tähtäävien spintronikkatekniikoiden alkupisteenä ja askeleena kohti tulevaisuuden supertehokkaita kvanttitietokoneita.

Ruosteen selittäjä

Saksalainen kemisti Gerhard Ertl on tutkinut metallin pintarakenteita jo 1960-luvulta lähtien, ja hän sai työstään arvostetuimman mahdollisen palkinnon, Nobelin, 71-vuotissyntymäpäivänään. Palkintolautakunnan mukaan hän oli ensimmäisiä, joka ymmärsi, mitä eri pinnoilla tapahtuvat kemialliset reaktiot merkitsevät. Ertl selitti vaihe vaiheelta muun muassa ns. Haber-Bosch-prosessin, jossa typestä ja vedystä tuotetaan ammoniakkia käyttämällä rautaa katalyyttinä. Tutkimustulokset ovat johtaneet prosessien entistä parempaan hyödyntämiseen kemianteollisuudessa, esimerkiksi keinolannoitteiden tuotannossa.

Tiedemiehiä ja metallurgeja Ertlin kehittämät menetelmät ovat auttaneet ymmärtämään esimerkiksi otsonikerrosta tuhoavia kemiallisia reaktioita, raudan ruostumista ja polttokennojen valmistamista.

Vääriä nobeleita

Nobel-palkintokin on tavaramerkki – on ollut jo yli 20 vuotta. Se merkitsee sitä, että Nobel-säätiön valvojat pitävät tarkasti silmällä, ettei palkinnon nimeä käytetä väärin. Yrityksiä kyllä riittää, ilmeisesti tosin enimmäkseen tahattomia, sillä yksi jos toinenkin palkinnonjakaja mieluusti nimittää palkintoaan ”sen ja sen alan Nobeliksi”. Jopa EU erehtyi toistakymmentä vuotta sitten kehumaan uutta ICT-palkintoaan tietotekniikan ja viestinnän Nobeliksi. Niin ikään maailmalla on puhuttu mm. sovelletun lääketieteen, tietokonetieteen ja ympäristötieteen “Nobeleista”.

Myös suomalaista Millennium-teknologiapalkintoa on pyritty silloin tällöin nimittämään oman alansa Nobeliksi, vaikka Millennium-säätiö itse tietää karttaa moista erhettä, eikä mielellään edes vertaile palkintoja keskenään.

Kun Nobel-säätiö havaitsee nimen väärinkäyttöä, se huomauttaa siitä puhelimitse tai kirjeitse. ”Nykyisin lähetämme pari kolme huomautuskirjettä kuukaudessa”, sanoo Nobel-säätiön pr-päällikkö Jonna PettersonThe Scientist -lehdessä. Pari kertaa on ryhdytty jopa oikeustoimiin, kun sana ei ole tehonnut.

Säätiön mukaan nimen väärinkäytöllä ei loukata niinkään yli vuosisadan aikana hankittua säätiön omaa arvostusta, vaan pikemminkin palkinnonsaajia. Joissakin tapauksissa tosin vertailu myönnetään arvokkaaksikin, kuten esimerkiksi parin muun tunnetun palkinnon Laskerin ja Gairdnerin kanssa. Yli 300:sta Lasker-palkitusta 71 on saanut myös Nobelin, ja 290:stä Gairdner-palkitusta nobelisteja on 65.

Kemian nobelista osa suomalaistutkijoille

Kemian nobelistin Gerhard Ertlin tutkimuksiin liittyy myös suomalaista panosta, sillä Teknillisen korkeakoulun Fysiikan laboratorion COMP-huippuyksikön professori Tapio Ala-Nissilä ja dosentti Petri Salo ovat olleet mukana palkitussa tutkimuksessa yhdessä yhdysvaltalaisen Brownin yliopiston ja Berliinin Fritz-Haber-instituutin kanssa.

Tutkimuksessa keskityttiin vetyatomien käyttäytymiseen platinametallipinnalla. TKK:n ja Brownin tutkijaryhmät kehittivät kvanttimekaanisten laskujen pohjalta mallin, jonka avulla voitiin selittää professori Ertlin ryhmän havaitsemat kokeelliset ilmiöt. Nobel-komitea siteerasi laajasti tutkimustuloksia perusteluraportissaan.

Akatemiaprofessori Risto Niemisen johtamassa huippuyksikössä COMP:ssa mallinnetaan nanomittakaavan ilmiöitä.
 
Taloustieteessä jenkkien monopoli

Amerikkalaisten täydellinen valtakausi taloustieteen Nobel-palkintojen saajina jatkui jo seitsemättä vuotta, kun tämän vuoden palkinnot myönnettiin Leonid Hurwiczille, 90, Eric S. Maskinille, 56, ja Roger Myersonille, 56. Kaikki tällä vuosikymmenellä Nobelilla palkitut 17 tiedemiestä ovat olleet Yhdysvaltain kansalaisia. Kaikkien aikojen vanhin palkinnon saaja, Hurwicz, tosin on syntynyt Moskovassa juuri lokakuun vallankumouksen aattona 1917.

Hurwicz, Maskin ja Myerson ovat luoneet perustan mekanismien suunnittelun teorialle. Se perustuu peliteoriaan ja on tavallaan vastaus Adam Smithin klassiselle näkymättömän käden idealle, jonka mukaan taloudellista toimintaa ei pitäisi ohjailla, vaan luottaa järkevien ihmisten omiin päätöksiin. Nobelistit kuitenkin päättelivät, ettei kilpailu ole täysin vapaata, eikä informaatio ole täydellistä, joten ihannetulokset eivät toteudu. Siksi tarvitaan myös julkisen vallan säätelyä, jonka mitoittamisen, mekanismien ja muotojen suunnitteluun heidän teoriansa auttaa. 

Aiheesta lisää
Nobelprize.org

Keskustelu