C'est Konstantin Novoselov. Il est tout habillé pour réclamer son prix Nobel 2010 pour ses aventures scientifiques. Vous apprendrez à mieux le connaître en quelques pages. Patrik Osterberg/Getty Images Dans le film primé "Amadeus, " Antonio Salieri a travaillé dans l'ombre de son rival, l'absurde talentueux Wolfgang Amadeus Mozart. Salieri était un compétent, compositeur chevronné, mais son travail n'a jamais atteint la reconnaissance ou les acclamations de Mozart. Le monde scientifique a des personnalités similaires. Mozart pourrait être comparé aux Galilée, Darwins et Einstein du monde; Salieri à tous les autres scientifiques qui font avancer leurs domaines, sinon dans l'anonymat, alors au moins sans gloire.
A notre manière, nous essayons de remédier à cette situation. Dans les pages suivantes, vous rencontrerez 10 scientifiques actifs dont les recherches continuent d'éclairer les recoins sombres de notre univers mystérieux. Certains sont repartis avec des prix Nobel, tandis que d'autres ont profité de projecteurs beaucoup plus petits sur des scènes beaucoup plus petites. Tous sont des avant-gardistes avec la vision et la volonté de changer le monde et, peut-être, devenir le prochain Amadeus de la communauté scientifique.
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Morgan Freeman veut vraiment vous parler de l'énergie noire dans cette vidéo. Chaîne scientifique Discovery Magazine a dit un jour que ce type possédait l'un des "20 meilleurs cerveaux de moins de 40 ans". En 2012, le professeur d'astronomie et de physique à l'Université Johns Hopkins a maintenant la quarantaine et n'a pas moins d'impact pour les quelques années supplémentaires. Les recherches d'Adam Riess ont cherché à répondre à certaines des plus grandes questions de la cosmologie :l'univers est-il en expansion ? Et, Si c'est, à quel rythme et par quels mécanismes ?
En 1998, il a commencé à fournir des réponses cruciales lorsqu'il a dirigé l'équipe de recherche High-Z SN - un groupe international de scientifiques utilisant le télescope spatial Hubble pour étudier le comportement de la lumière provenant d'étoiles explosives lointaines - pour déterminer si la gravité faisait ou non tourner l'univers de retour de la balade à la fronde causée par le big bang. A leur grande surprise, Riess et ses collègues ont découvert que l'accélération de l'univers ne s'arrêtait pas, mais accélérant à un rythme alarmant. Riess a inventé le terme énergie noire pour décrire la force mystérieuse responsable de l'expansion rapide.
Depuis lors, Riess a soif de mieux comprendre et décrire l'énergie noire. Il continue de surveiller les supernovae, mais il étudie aussi céphéides (étoiles palpitantes), le tout dans le but d'obtenir plus de données de meilleure qualité pour affiner ses calculs. Ces calculs prédisent que l'énergie noire représente plus de 70 pour cent de l'univers. Ce qu'ils n'ont pas révélé, c'est la nature de l'énergie noire elle-même. Est-ce une propriété de l'espace, un nouveau fluide dynamique ou la preuve d'une autre forme de gravité ? La réponse à cette question pourrait être la plus grande découverte du 21e siècle.
Ce n'est pas Katey Walter Anthony. Il est, cependant, une vache, une autre source importante de méthane, qu'étudie Walter Anthony. Jerry Dodrill/Getty Images
En tant que biogéochimiste en poste à l'Université d'Alaska à Fairbanks, Katey Walter Anthony étudie l'un des composés les plus compris en chimie -- CH
Mais le "perma-" n'est pas permanent. En réalité, le sol gelé peut fondre, formant d'abord un gouffre, puis un petit lac, puis un grand lac. Alors que notre planète se réchauffe, plus de ces plans d'eau se formeront. En soi, ce n'est pas si mal, mais ces lacs de pergélisol produisent autre chose - du méthane, un sous-produit de la décomposition microbienne qui bouillonne du lit du lac à la surface. En surface, il fait irruption dans l'atmosphère et, comme le dioxyde de carbone, fait partie de la couverture gazeuse qui réchauffe notre planète.
Walter Anthony collecte du méthane dans les lacs arctiques depuis des années et craint que la Terre ne soit en passe de connaître un réchauffement sans précédent. Ses estimations suggèrent que, d'ici 2100, la fonte du pergélisol pourrait augmenter les niveaux de méthane atmosphérique jusqu'à 40 pour cent au-delà de ce qui serait produit par toutes les autres sources [source :Walter Anthony]. Parce que le méthane est encore plus puissant que le dioxyde de carbone comme gaz à effet de serre, cela pourrait potentiellement augmenter la température annuelle moyenne de la Terre de 0,32 degré Celsius supplémentaire [source :Walter Anthony]. Cela pourrait accélérer le réchauffement climatique à des niveaux drastiques et faire des ravages dans les conditions météorologiques et le niveau de la mer.
Regardez la vidéo pour découvrir pourquoi les scientifiques pensent que le graphène est l'un des matériaux les plus cool du marché. Yale Quand vous pensez à la recherche de pointe, vous pensez souvent à des laboratoires sophistiqués bourrés d'équipements de plusieurs milliards de dollars. Mais sans doute l'une des plus grandes découvertes de la dernière décennie en physique et en science des matériaux a eu lieu au dos d'un petit morceau de ruban adhésif invisible – le même que celui que vous utilisez tous les jours à la maison ou au bureau. L'idée derrière la découverte était le chercheur de l'Université de Manchester Konstantin Novoselov, et le nouveau matériau qu'il a extrait du ruban adhésif était du graphène.
Le graphène vient du graphite, la forme de carbone qui compose la pointe de votre crayon n°2. Les scientifiques connaissent la structure du graphite depuis des années - il se compose de feuilles d'atomes de carbone empilées les unes sur les autres - mais ils n'ont jamais été capables de séparer le noir, substance friable dans ses couches individuelles. Puis, en 2004, Novoselov (peut-être coincé dans une téléconférence fastidieuse) a placé une petite miette de graphite sur le côté commercial d'un morceau de bande. Prochain, il a plié le ruban sur la miette et l'a décollé pour révéler un morceau de graphite encore plus petit. Il a répété ce processus plusieurs fois jusqu'à ce que, finalement, il avait graphène -- une seule couche d'atomes de carbone, disposés dans un plan plat d'hexagones interconnectés.
Après avoir isolé le graphène, Novoselov a pu commencer à tester les propriétés du matériau. Lui et d'autres scientifiques ont découvert qu'une monocouche d'atomes de carbone conduit l'électricité plus rapidement à température ambiante que toute autre substance (bonjour, ordinateurs plus rapides !). En 2010, Novoselov a reçu un prix Nobel de physique pour ses recherches révolutionnaires. Maintenant, il travaille à transformer le graphène en produits utiles, tels que les transistors ultra-rapides, qui pourrait révolutionner l'industrie électronique.
Les réseaux sociaux nous font généralement penser à Mark Zuckerberg, mais comment et pourquoi les gens se connectent ont été des questions centrales des sciences sociales pendant des siècles. Plus récemment, James Fowler, professeur de génétique médicale et de sciences politiques à l'Université de Californie, San Diego, a illuminé le terrain. En 2007, Fowler s'est associé au chercheur de l'Université Harvard Nicholas Christakis pour étudier les effets des réseaux sociaux sur les résultats en matière de santé.
Ce qu'ils ont découvert a fasciné les scientifiques comme les profanes :que les amis d'une personne peuvent profondément affecter sa santé. Ils ont commencé avec l'obésité, rapportant dans le New England Journal of Medicine que les chances d'une personne de devenir obèse augmentaient de 57% si un ami proche devenait obèse en même temps. L'effet s'est maintenu même lorsqu'un ami direct n'était pas impliqué; l'obésité chez un ami d'un ami a également augmenté les chances qu'une personne devienne obèse.
En 2008, Fowler et Christakis ont poursuivi avec deux études supplémentaires examinant les effets des réseaux sociaux sur le tabagisme et les niveaux de bonheur. Ils ont découvert des modèles similaires dans les deux mesures de la santé. Si les amis de quelqu'un arrêtent de fumer ou se décrivent comme heureux, alors cette personne était plus susceptible d'arrêter de fumer ou d'être elle-même heureuse. En 2011, les deux chercheurs ont résumé leurs découvertes dans "Connected:The Surprising Power of Our Social Networks and How They Shape Our Lives, " un best-seller qui a depuis été traduit en 20 langues.
Fowler a poursuivi ses recherches sur l'excès de confiance en tant que trait évolutif. Ses découvertes suggèrent que les personnes trop confiantes l'emportent sur les réalistes dans de nombreuses situations, même si ces gens pourraient nuire au groupe dans son ensemble.
"Jimmy Jam" frappe ColbertFowler a frappé le circuit des talk-shows lorsque son livre "Connected" est sorti. Ici, il parle à Stephen Colbert de la façon dont sa perte de poids a affecté son cercle social.
Fowler :J'ai changé ma vie parce que j'ai réalisé que je ne m'affecte pas seulement, J'affecte mon fils, et peut-être le meilleur ami de mon fils, et même la mère du meilleur ami de mon fils. Et il ne s'agit pas seulement de perdre du poids...
Colbert :Parle de toi et de la mère du meilleur ami de ton fils.
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Zewail est un gros problème en Égypte – et dans la science. Cette sculpture présente l'ancien président Hosni Moubarak (L) avec les lauréats du prix Nobel égyptien (2L-R) Ahmed Zewail, Anwar Sadate et Naguib Mahfouz. Peter Madiarmid/Getty Images Le mot chimie vient de l'Egypte ancienne -- Khem a décrit les couleurs changeantes du sol lorsque le Nil a inondé - il semble donc étrangement satisfaisant que l'un des chimistes les plus importants du monde soit égyptien de naissance. Ahmed Zewail est né à Damanhur, Egypte, en 1946 et a obtenu sa licence et sa maîtrise à l'Université d'Alexandrie avant de déménager aux États-Unis pour poursuivre son doctorat. Avance rapide de quelques décennies et vous trouverez Zewail en tant que professeur de chimie de la chaire Linus Pauling et professeur de physique au California Institute of Technology. Il est également lauréat du prix Nobel, remportant le prix 1999 en chimie pour ses travaux révolutionnaires utilisant des lasers pour étudier les réactions chimiques.
Voici pourquoi ce travail est important :la plupart des réactions chimiques se produisent dans les plus petites fractions de seconde. États de transition -- molécules ou atomes intermédiaires qui ne sont ni les réactifs ni les produits -- n'existent que pendant 10 à 100 femtosecondes (un femtoseconde est égal à 10 -15 secondes ou 0,0000000000000001 secondes). Zewail a développé une technique par laquelle des impulsions laser ultracourtes figent ces états de transition et permettent de les observer clairement. Pour la première fois, les chimistes pourraient voir des molécules se séparer, bouger et se recombiner.
Son travail de pionnier dans spectroscopie femtoseconde suffirait à lui faire gagner une place sur notre liste, mais ses contributions durables sont tout aussi susceptibles de provenir de ses efforts continus pour revitaliser l'enseignement des sciences au Moyen-Orient. Après les révoltes du printemps arabe, Zewail est retourné dans son pays natal pour discuter de la façon dont la région pourrait cultiver la prochaine génération de scientifiques. En mai 2011, le nouveau gouvernement a approuvé à l'unanimité un centre de recherche appelé Zewail City of Science and Technology, qui espère attirer les esprits les plus brillants du Moyen-Orient et redonner au pays sa gloire de siège de l'innovation scientifique.
Daniela Witten, professeur assistant à l'Université de Washington, a un pedigree impressionnant. Ses deux parents travaillent à Princeton à l'Institute for Advanced Study, le même centre de recherche sacré qui a servi de résidence universitaire à Albert Einstein. En réalité, Le père de Witten, Edouard Witten, avait un petit quelque chose à voir avec la théorie des cordes, tout comme sa mère, Chiara Nappi.
Mais Daniela Witten s'avère être une grande penseuse dans son propre domaine et dans son propre domaine - l'application des statistiques à la médecine. Spécifiquement, Witten utilise des programmes d'intelligence artificielle pour analyser les énormes quantités de données provenant du séquençage de l'ADN et de l'expression des gènes. Le but ultime est de donner un sens au code génétique d'une personne et d'utiliser cette information pour développer des traitements personnalisés pour les maladies.
Witten a obtenu son doctorat en biostatistique de l'Université de Stanford et a rejoint la faculté de l'École de santé publique de l'Université de Washington. En septembre 2011, elle a reçu un Early Independence Award des National Institutes of Health. L'honneur permet exceptionnel, scientifiques en début de carrière à accéder à des postes de recherche indépendants directement après avoir obtenu leur diplôme d'études supérieures. En d'autres termes, Witten est de la partie, tandis que certains de ses collègues travaillent encore pendant leur formation post-doctorale. C'est pourquoi le magazine Forbes l'a reconnue comme l'une des « 30 de moins de 30 ans » et a présenté ses recherches dans la catégorie scientifique du prix. Et c'est peut-être pourquoi nous pourrions profiter d'un traitement personnalisé contre le cancer dans un proche avenir.
Que faisiez-vous à 26 ans ?Daniela Witten allait devenir professeur dans la mi-vingtaine. Wow. Ça donne envie de partir à la conquête du monde tout de suite, n'est-ce pas ?
Sclérose latérale amyotrophique (SLA), ou la maladie de Lou Gehrig, touche environ 30, 000 Américains en faisant dépérir leurs cellules nerveuses, ce qui entraîne une faiblesse musculaire, contractions et, finalement, décès, selon l'Association ALS. Les personnes atteintes de SLA et d'autres maladies neurodégénératives associées considèrent depuis longtemps les cellules souches comme le miracle médical qui pourrait leur sauver la vie. Kévin Eggan, professeur agrégé au Département de cellules souches et de biologie régénérative de l'Université Harvard, y travaille.
Eggan a fait les gros titres en 2007 lorsqu'il a réussi à créer des motoneurones caractéristiques de la SLA en utilisant des cellules de la peau d'un patient atteint de la maladie (voir l'encadré pour plus de détails sur la façon dont il l'a fait). Depuis, il a produit des milliards de cellules nerveuses spinales à utiliser dans des expériences sondant les voies et les mécanismes de la SLA, ainsi que des essais testant de nouveaux agents thérapeutiques.
En 2009, Eggan a été sélectionné en tant que scientifique en début de carrière du Howard Hughes Medical Institute, un honneur qui lui a valu six années de soutien dévoué pour mener ses recherches. À l'époque, il peut percer les mystères de la SLA et fournir les techniques et les connaissances sur les cellules souches pour aider d'autres scientifiques à développer des traitements pour d'autres maladies dévastatrices.
Transformer les cellules de la peau en neurones moteursVoici comment Eggan et ses collègues ont réussi cet exploit expérimental :
Vous regardez une seule cellule de Salpingoeca rosetta. S. rosetta est un type de choanoflagellé, de minuscules organismes utiles pour comprendre comment les animaux ont évolué. Image reproduite avec l'aimable autorisation de Creative Commons/Mark J Dayel (King Lab) 2008 Vous savez à quel point certains physiciens et cosmologistes sont obsédés à essayer de démêler ce qui s'est passé dans les premiers instants après le big bang ? Les biologistes ont un moment tout aussi mystérieux sur lequel ils aiment être obsédés :l'émergence d'animaux multicellulaires à partir de progéniteurs unicellulaires. Un scientifique essayant de reconstituer ce puzzle énigmatique est Nicole King, professeur agrégé de génétique, génomique et développement à l'Université de Californie, Berkeley.
Les recherches de King portent sur choanoflagellés , protistes unicellulaires trouvés dans les environnements d'eau douce et d'eau salée, c'est peut-être le chaînon manquant entre les organismes unicellulaires et les animaux. Un indice de ce lien est la ressemblance des choanoflagellés avec les cellules du collet des éponges, le plus simple des animaux. Un autre indice est la capacité des choanoflagellés à s'organiser en colonies, autant qu'un animal primitif aurait pu le faire. Mais l'indice le plus révélateur, révélé par les enquêtes de King, est la présence de deux gènes que l'on croyait n'exister que chez les animaux. Ces gènes codent pour les molécules d'adhésion et les récepteurs tyrosine kinases, responsable du maintien de l'intégrité physique des tissus et de la communication intercellulaire, respectivement.
Maintenant, le laboratoire de King séquence les génomes de plusieurs choanoflagellés pour tester si les gènes nécessaires au développement animal ont évolué avant les animaux multicellulaires eux-mêmes. Les réponses qu'elle trouve peuvent révéler comment et quand la soupe primordiale de la Terre a commencé à se remplir de plus savoureuse, morceaux plus complexes.
Le climatologue et scientifique de la NASA, le Dr James Hansen, se tient à côté d'une fausse pierre tombale lors d'une journée d'action pour la campagne contre le changement climatique en Angleterre le 19 mars 2009. Christopher Furlong/Getty Images Aujourd'hui, le réchauffement climatique est une vieille nouvelle, mais dans les années 80, lorsque le climatologue de la NASA et chercheur de l'Université Columbia James Hansen a commencé à avertir le public et les politiciens de la menace des gaz à effet de serre, le concept était relativement nouveau. Hansen est resté sur l'affaire pour s'assurer que la science - et les effets secondaires - du réchauffement climatique étaient connus d'un public aussi large que possible. Une personne dans ce public était Al Gore, qui s'est tourné vers Hansen pour obtenir des conseils, consultation et information. Le produit de ce partenariat était « Une vérité qui dérange, " un diaporama, film et livre qui ont présenté les concepts du changement climatique à des millions de personnes et, De plusieurs façons, encouragé le monde à « passer au vert ».
Hansen continue le tambour aujourd'hui. En 2009, il a publié "Les tempêtes de mes petits-enfants, " un regard brûlant sur la façon dont le changement climatique causé par l'homme pourrait détruire la planète telle que nous la connaissons aujourd'hui. Le livre a remporté des prix et suscité la controverse, mais sa contribution majeure est que, tout comme le travail d'Al Gore, il a renforcé les concepts clés du réchauffement climatique auprès d'un public mondial. En réalité, Le rédacteur en chef de New Scientist, Michael Le Page, a déclaré ceci à propos du livre de 2009 :« Ce n'est pas le livre scientifique le mieux écrit de tous les temps, ni le plus simple à comprendre. Mais ce pourrait être le plus important que vous aurez jamais lu." Hansen met régulièrement à jour les faits du livre sur le Web, afin que vous puissiez rester au courant, si vous êtes si enclin, avec le débat en cours sur l'un des problèmes les plus importants auxquels les humains seront confrontés dans un proche avenir.
Kepler repère les exoplanètes en identifiant les transits planétaires – et il en a repéré beaucoup. Image reproduite avec l'aimable autorisation de la NASA/Tim Pyle Le vaisseau spatial utilisé dans la mission Kepler de la NASA n'est pas une personne, mais comme il porte le nom de l'un des grands esprits de l'histoire des sciences - Johannes Kepler - il semblait juste de l'inclure (lui) dans la liste, surtout compte tenu de l'ampleur des découvertes de la mission.
D'abord, les faits :Kepler est un télescope spatial lancé par la NASA en mars 2009 dans le but de surveiller 170, 000 étoiles dans un petit coin de ciel près des constellations du Cygne et de la Lyre. Sa proie ne sont pas les étoiles elles-mêmes, mais les exoplanètes qui pourraient les orbiter et qui pourraient avoir des conditions capables de supporter la vie. Kepler trouve ces planètes lorsqu'elles croisent le visage de leur étoile mère.
Maintenant, les résultats étonnants :Kepler a trouvé un éventail spectaculaire de planètes. En quelques mois seulement, il a découvert plus du double du nombre d'exoplanètes repérées depuis la Terre au cours des 15 dernières années. Plus de 400 de ces mondes existent dans des systèmes solaires contenant un certain nombre de corps tournant autour d'étranges, étoiles lointaines. À quoi ressemblent certains de ces mondes ? Kepler-16b est une planète de la taille de Saturne en orbite autour de deux étoiles, à la Tatooine de la maison de Luke Skywalker. Le système Kepler-11 se compose de six planètes - certaines rocheuses et quelques géantes gazeuses - en orbite autour d'un seul, étoile solaire. Dans tout, Kepler avait identifié plus de 1, 200 planètes candidates en attente de confirmation et d'études complémentaires, depuis janvier 2012.
La mission Kepler devrait effectuer des observations jusqu'à fin 2012, mais sa conception supportera trois années supplémentaires d'enquête. Les responsables de la NASA, face à des coupes budgétaires extrêmes, tentent maintenant de décider si le programme doit être prolongé ou supprimé. Compte tenu de son succès, on ne peut qu'espérer que Kepler - le télescope, pas l'homme - est autorisé à vivre.
