Двама физици и един физикохимик ще бъдат наградени с Нобеловата награда за химия за 2014 г., съобщиха от комисията. Ерик Бетцих, Щефан Хел и Уилям Мьорнер са оценени с най-високия приз в науката за постиженията им в подобряването на резолюцията, с която микроскопите могат да показват образи.

Щефан Хел е германец, роден в Румъния, но израснал и образован в Германия. Бетцих и Мьорнер са американци.

През 1873 г. микроскопистът Ернст Аб доказва, че стандартният оптичен микроскоп има граница, след която образите не мога да се виждат ясно. И тази граница не може да бъде прескочена с никакви технологични промени по лещите или механиката. Тя е 2 микрометра, или около половината от дължината на вълната на светлината. През целият XX век тази граница се е считала почти за аксиома.

Два микрометъра означава, че с обикновен оптичен микроскоп можем да наблюдаваме клетката, дори отделни органели в нея, но вирусите и протеиновите вериги например остават неясни точици.

Щефан Хел и Ерик Бетцих още от студентските си години се вманиачават в концепцията да се прескочи границата на Аб. Повечето им академични колеги възприемат границата като необоримо правило, но двамата учени, независимо един от друг, упорстват дълги години, докато не откриват два различни метода, с които се прескача тази граница.

Методът на Щефан Хел работи чрез стимулираща емисия - пулс светлина, който да възбуди флуоресцентните молекули в органични съединения. За да може да се виждат ясно и най-малките молекули, един лазерен лъч възбужда всички флуоресцентни молекули, а друг "приспива" всички, по-големи от нанометър. Така се открояват най-дребните, и резолюцията на крайния образ се вдига в пъти. Хел не само описва теорията си, но през 2000 г. и създава първия "наноскоп".

Уилям Мьорнер още от 1997 г. се опитва да накара зеленият протеин, изолиран от светеща медуза, да флуоресцира във всички цветове на дъгата. Зеленият протеин, свързан с друг, може да покаже много прецизно позицията на протеините в живи клетки. Мьорнер открива, че един вариант на зеления протеин има способността да включва и изключва флуоресценцията си, когато е подложен на вълна с определена дължина. Тази способност на зеления протеин дава нужното на Бетцих да направи своето откритие.

Бетцих, подобно на Хел, също дълго време се бори с границата на Аб. Успява и да открие метод, който я прекрачва, но има сериозен недостатък - микроскопът не показва по-надълбоко от повърхността на клетката. Усещайки, че е ударил стена, Бетцих напуска научните среди и започва работа в бизнеса на баща си. 

След няколко години обаче желанието му за изследване се завръща. Работата на Мьорнер го вдъхновява, и създава друг метод за наноскопиране. Неговата концепция използва фактът, че различни флуоресцентни молекули светят в различна светлина. Идеята му е микроскопът да засича само молекулите, които излъчват в един цвят. После образите се сглобяват и отново успешно се получава изображение с много по-висока резолюция.

Както Нобеловата комисия отбелязва, постижението на тримата физици е изключително важно за съвременната химия и медицина. Учените вече имат възможност да оглеждат най-дребните вируси, най-малките клетки и части от тях. Щефан Хел е наблюдавал отвътре живи нервни клетки, за да разбере по-добре мозъчните синапси. Мьорнер е изучавал протеини във връзка със заболяването Хънтингтънс. Бетцих е проследявал деленото на клетките в жив ембрион.