« Chimie du clic » et étrangeté quantique : comment les prix Nobel de cette année pourraient changer nos vies

Des découvertes révolutionnaires dans les domaines de la chimie du clic et de la mécanique quantique ont été récompensées cette année par les prestigieux prix Nobel de chimie et de physique, trois scientifiques par domaine recevant conjointement une reconnaissance pour leur travail individuel.

Mais que nous disent leurs recherches sur le monde dans lequel nous vivons et comment l’ont-ils changé ?

Alors que la plupart des gens ont le plus grand respect pour Lauréats du prix Nobelil est également vrai qu’une majorité d’entre nous n’a peut-être pas les connaissances nécessaires pour comprendre immédiatement pourquoi les résultats scientifiques, reconnus par l’Académie suédoise qui juge les prix, ont le potentiel de changer nos vies.

Ici, nous essayons d’expliquer ce que leur travail signifiera pour le reste d’entre nous.

Prix ​​Nobel de physique : la nature est « plus effrayante » qu’on ne le pensait

John Clauser, Alain Aspect et Anton Zeilinger étaient décerné conjointement le prix Nobel de physique de cette année pour leurs travaux indépendants sur l’étrangeté quantique.

Les trois ont tous étudié « l’intrication » des photons, le comportement de deux particules subatomiques de lumière qui agissent comme une seule unité même lorsqu’elles ne sont pas physiquement liées et séparées par une grande distance.

Même séparées, ce qui arrive à l’une des deux particules influence ce qui arrive à l’autre.

Ce phénomène a été surnommé « action effrayante à distance » par le physicien sans doute le plus influent de l’histoire, Albert Einstein.

Bien que l’idée d’intrication quantique, ou d’étrangeté, ait été théoriquement développée dans les années 1960 par le physicien nord-irlandais John Stewart Bell, elle n’avait pas été prouvée avant les expériences de Clauser, Aspect et Zeilinger.

Il s’est avéré que l’effroi dont parlait Einstein était bel et bien là – et qu’il pourrait être utilisé à notre avantage.

La mécanique quantique peut sembler plutôt abstraite et éloignée des autres vies quotidiennes, mais elle est plus proche que nous ne le pensons.

Les recherches du trio sur l’intrication pourraient être appliquées aux ordinateurs quantiques, promettant un changement dans la façon dont nous utilisons l’intelligence artificielle pour résoudre des problèmes complexes, tels que la faim dans le monde et la crise climatique, ainsi que pour le cryptage, ce qui rend plus difficile pour quelqu’un de pirater des communications privées. .

Prix ​​Nobel de chimie : Un moyen de lier des molécules comme des blocs Lego

Le prix Nobel de chimie de cette année a été décerné aux recherches révolutionnaires des scientifiques Carolyn Bertozzi, Morten Meldal et Barry Sharpless, qui ont découvert des réactions qui permettent aux molécules de s’assembler comme des pièces de Lego pour créer de nouveaux composés.

Expliquée en ces termes, la chimie du « clic » – le domaine qui étudie la manière dont les molécules peuvent être liées entre elles – semble plutôt simple. C’est loin d’être le cas.

La chimie du clic est un domaine d’étude dans lequel les blocs de construction moléculaires s’emboîtent rapidement et efficacement, formant de nouvelles molécules complexes.

Sharpless, qui vient de recevoir son deuxième prix Nobel de chimie, a jeté les bases de cette nouvelle forme de chimie et a inventé son nom vers l’an 2000.

Là où lier des molécules ensemble est une opération extrêmement complexe, les réactions de clic sont très rapides, propres et fiables et ne produisent pas de produits secondaires indésirables. Au lieu d’avoir lieu dans des solvants nocifs, les réactions se font à l’intérieur de l’eau.

Peu de temps après, Meldal et Sharpless ont tous deux découvert indépendamment la cycloaddition azoture-alcyne catalysée par le cuivre, une bouchée de mots qui indiquent une réaction chimique désormais largement utilisée en chimie et qui a créé sa propre branche de la chimie synthétique.

Bertozzi a ensuite « porté la chimie du clic à un nouveau niveau », selon l’Académie suédoise, en développant des réactions de clic qui fonctionnent à l’intérieur des organismes vivants – ce qu’elle a appelé des « réactions bioorthogonales » – en 2004.

Ces réactions de clic, qui ne nécessitent pas de cuivre, se déroulent sans perturber la biochimie normale de la cellule.

Les réactions bioorthogonales de Bertozzi nous ont donné un aperçu inestimable du fonctionnement des cellules tumorales et de la manière dont elles se développent et échappent à notre système immunitaire, tout en nous offrant des moyens de suivre ces cellules cancéreuses.

Mais il y a quelque chose d’inhérent à la chimie du clic qui est révolutionnaire en chimie : cette forme de chimie est respectueuse de l’environnement. Contrairement à d’autres créations chimiques, la chimie du clic évite de créer des déchets et des sous-produits nocifs qui seraient coûteux et difficiles à éliminer.

Au-delà de la recherche et des traitements contre le cancer, la chimie du clic a été utilisée pour produire des antimicrobiens, des herbicides, des tests de diagnostic, des retardateurs de corrosion et des agents éclaircissants.

Bertozzi devient seulement la huitième femme à recevoir le prix Nobel de chimie dans l’histoire, rejoignant Marie Curie, Dorothy Crowfoot Hodgkin et Ada E Yonath.