Zgodnie z wolą Alfreda B. Nobla z dochodów fundacji jego imienia każdego roku przyznaje się pięć równej wielkości nagród w dziedzinach: fizyki, chemii (przyznawane przez Szwedzką Królewską Akademię Nauk), fizjologii lub medycyny (przyznawane przez szwedzki Królewski Karoliński Instytut Medyczno-Chirurgiczny), literatury (przyznawana przez Akademię Szwedzką) oraz Nagrodę Pokojową (przyznawana przez Norweski Komitet Noblowski). Od 1969 r. przyznawana jest także przez Szwedzką Królewską Akademię Nauk, a ufundowana przez Sveriges Riksbank, Nagroda Nobla w dziedzinie nauk ekonomicznych.

Medycyna

Tydzień noblowski tradycyjnie zainaugurowało przyznanie nagrody w dziedzinie medycyny lub fizjologii. 2 października Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny otrzymało dwoje twórców technologii mRNA, która stała się podstawą opracowania skutecznych szczepionek przeciwko COVID-19 – dr Katalin Karikó oraz prof. Drew Weissman. Wyróżnieni naukowcy, którzy podzielą się po równo nagrodą w wysokości 11 mln koron szwedzkich, zajmują się badaniami nad szczepionkami w Perelman School of Medicine na Uniwersytecie Pensylwanii w USA. Swoje badania nad technologią mRNA rozpoczęli pod koniec lat 90. XX wieku, a przełomowego odkrycia dokonali w 2005 r. Uzyskali stabilną cząstkę mRNA kodującego określone białko, które po dostarczeniu do organizmu wywołuje odpowiedź immunologiczną. W przypadku szczepionki przeciwko COVID-19 tym białkiem jest tzw. białko szczytowe „S” (od ang. spike) SARS-CoV-2.

„Odkrycia dokonane przez parę laureatów tegorocznej Nagrody Nobla odegrały kluczową rolę w opracowaniu skutecznych szczepionek mRNA przeciwko COVID-19 podczas pandemii, która rozpoczęła się na początku 2020 r. Przełomowe odkrycia dwojga naukowców zasadniczo zmieniły rozumienie interakcji mRNA z ludzkim układem odpornościowym. Laureaci przyczynili się do bezprecedensowego tempa rozwoju szczepionek podczas jednego z największych zagrożeń dla zdrowia ludzkiego współczesności” – napisano w komunikacie prasowym zamieszczonym na oficjalnej witrynie internetowej Nagrody Nobla.

Pochodząca z Węgier biochemiczka Katalin Karikó oraz amerykański immunolog Drew Weissman byli typowani do Nagrody Nobla już w 2021 r. To dzięki ich badaniom prace nad szczepionkami RNA ruszyły z miejsca i zaowocowały bezpiecznymi, skutecznymi preparatami przeciw COVID-19, które zostały wprowadzone przez koncerny Pfizer-BioNTech i Moderna. – Te technologie są w tej chwili stosowane, żeby tworzyć szczepionki przeciwko innym chorobom. Można je też zastosować podczas leczenia nowotworów w nadziei, że nadal będziemy ulepszać jakość ludzkiego życia – powiedział Rickard Sandberg z Królewskiego Karolińskiego Instytutu Medyczno-Chirurgicznego podczas ogłaszania laureatów.

Fizyka

3 października Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki otrzymali Pierre Agostini, Ferenc Krausz i Anne L’Huillier. Nagrodzono ich za badania dotyczące wytwarzania bardzo krótkich, attosekundowych impulsów świetlnych, które umożliwiły m.in. dokładniejsze zrozumienie zachowania elektronów. Wkład laureatów umożliwił badanie procesów, które są tak szybkie, że wcześniej ich śledzenie było niemożliwe.

Attosekunda to jedna miliardowa jednej miliardowej sekundy, czyli 10-18 sekundy. Czas trwania najkrótszych wydarzeń, które naukowcy potrafią nie tylko przewidzieć w obliczeniach, ale i dostrzec, mierzony jest właśnie w attosekundach. Elektron potrzebuje 24 attosekund, by wykonać jedno okrążenie wokół jądra atomu wodoru. Wykonuje tę podróż ok. 40 tys. bln razy na sekundę. W jednej minucie mieści się więcej attosekund, niż od początku istnienia Wszechświata upłynęło minut.

Jak można przeczytać w uzasadnieniu Komitetu Noblowskiego, laureaci „stworzyli błyski światła, które są wystarczająco krótkie, aby wykonać migawki niezwykle szybkich ruchów elektronów. L’Huillier odkryła nowy efekt interakcji światła laserowego z atomami gazu. Agostini i Krausz wykazali natomiast, że efekt ten można wykorzystać do wytworzenia krótszych impulsów światła, niż było to wcześniej możliwe”. Pierre’owi Agostiniemu udało się wyprodukować i zbadać serię kolejnych impulsów świetlnych, z których każdy trwał zaledwie 250 attosekund. Ferenc Krausz pracował nad innym typem eksperymentu, który umożliwił wyizolowanie pojedynczego impulsu świetlnego trwającego 650 attosekund. Anne L’Huillier odkryła z kolei, że podczas przepuszczania podczerwonego światła lasera przez gaz szlachetny powstało wiele różnych odcieni światła. Każdy alikwot jest falą świetlną o określonej liczbie cykli na każdy cykl światła lasera. Są one spowodowane interakcją światła lasera z atomami gazu; daje to niektórym elektronom dodatkową energię, która jest następnie emitowana w postaci światła. L’Huillier w dalszym ciągu bada to zjawisko, czym kładzie podwaliny pod kolejne przełomy.

Chemia

Nagroda Nobla w dziedzinie chemii w tym roku została przyznana po raz 115. Otrzymali ją 4 października Moungi G. Bawendi z Massachusetts Institute of Technology, Louis E. Brus z Columbia University oraz Alexei I. Ekimov z Nanocrystals Technology. Jak można przeczytać w komunikacie Komitetu Noblowskiego, „Nagroda Nobla w dziedzinie chemii 2023 nagradza odkrycie i rozwój kropek kwantowych, czyli nanocząstek tak małych, że ich rozmiar determinuje ich właściwości. Te najmniejsze elementy nanotechnologii rozprzestrzeniają teraz światło z telewizorów i lamp LED i mogą m.in. pomagać chirurgom podczas usuwania tkanki nowotworowej”. Johan Aqvist, przewodniczący Komitetu Nobla w dziedzinie chemii, podkreśla: „Kropki kwantowe mają wiele fascynujących i niezwykłych właściwości. Co ważne, mają różne kolory w zależności od rozmiaru”.

Fizykom wiadome było od dawna, że teoretycznie w nanocząsteczkach mogą się pojawiać efekty kwantowe zależne od wielkości, ale w minionych latach rzeźbienie w nanowymiarach było prawie niemożliwe. Niewiele osób wierzyło, że wiedza ta znajdzie zastosowanie w praktyce. Na początku lat 80. XX wieku Aleksiejowi Ekimovowi udało się stworzyć w kolorowym szkle efekty kwantowe zależne od rozmiaru. Kolor pochodził od nanocząstek chlorku miedzi, a Ekimov wykazał, że wielkość cząstek wpływa na kolor szkła przez efekty kwantowe. Kilka lat później Louis Brus został pierwszym naukowcem na świecie, który udowodnił zależne od wielkości efekty kwantowe w cząstkach swobodnie unoszących się w cieczy. W 1993 r. Moungi Bawendi zrewolucjonizował chemiczną produkcję kropek kwantowych, w wyniku czego powstały niemal doskonałe cząstki. Ta wysoka jakość była konieczna, aby można je było wykorzystać w zastosowaniach.

Obecnie kropki kwantowe oświetlają monitory komputerowe i ekrany telewizorów oparte na technologii QLED. Dodają również niuansów światłu niektórych lamp LED, a biochemicy i lekarze wykorzystują je do mapowania tkanki biologicznej. Naukowcy uważają, że kropki kwantowe mogą w przyszłości przyczynić się do powstania elastycznej elektroniki, maleńkich czujników, cieńszych ogniw słonecznych i szyfrowanej komunikacji kwantowej – dlatego właśnie zaczęto badać potencjał tych maleńkich cząstek.