Top 10 realizări științifice din 2022, alese de cercetători

De la misiuni pe Lună la baterii cu încărcare rapidă și antibiotice găsite cu ajutorul Inteligenței Artificiale, iată un top cu 10 realizări științifice din 2022.

1. Succesul misiunii DART și al capsulei Orion din programul Artemis I

• Cât de periculos este să amânăm mersul la toaletă?
• Inteligența Artificială a declanșat o criză de fraudă academică în universități

Anul 2022 a început în siajul filmului „Don’t look up” (Nu priviți în sus, tr.), lansat spre finalul anului precedent, în care este descoperită o cometă pe cale să intre în coliziune cu Pământul. În luna ianuarie au fost identificați nu mai puțin de 5 asteroizi ce urmau să treacă prin apropierea Terrei, însă niciunul suficient de aproape cât să semnifice o problemă.

Însă, pe viitor, o astfel de amenințare ar putea deveni reală, motiv pentru care comunitatea științifică a pus la cale un test pentru a vedea dacă pot devia, la propriu, un astfel de asteroid. Un efort comun al NASA și ESA (Agenția Spațială Europeană) s-a concretizat în misiunea DART (Double Asteroid Redirection Test), prin care s-a încercat modificarea traiectoriei unui mic asteroid, Dimorphos (care orbita un asteroid un pic mai mare, Didymos), prin trimiterea unei nave spațiale care să se ciocnească de el.

În luna octombrie am primit rezultatul: testul a fost un succes.

Anul acesta, s-au împlinit 50 de ani de la misiunea Apollo 17, ultima dată când un om a pus piciorul pe Lună. Deci, este un motiv de sărbătoare faptul că Artemis, un alt program comun NASA-ESA, și-a început operațiunile pentru a readuce oamenii pe Lună.

Prima fază a misiunii, capsula Orion, a fost lansată la jumătatea lunii noiembrie și a revenit cu succes pe Pământ la mijlocul lunii decembrie. Capsula este proiectată să găzduiască până la 6 astronauți, deși nu era niciunul la bordul acestui zbor inaugural în jurul Lunii.

Top 10 realizări științifice din 2022: 2. Progrese în cercetarea imunității datorate COVID-19

Tehnologia vaccinurilor a cunoscut o accelerare fără precedent în ceea ce privește inovația, ceea ce ne-ar putea aduce în viitor mai multe beneficii.

Pe măsură ce cunoștințele noastre despre imunologie au crescut, la fel a crescut și capacitatea noastră de a inova în ceea ce privește vaccinurile. Proiectarea unui vaccin nou necesită mult timp, investiții semnificative și o mulțime de voluntari dornici, toate acestea fiind accelerate în timpul pandemiei, rezultând o serie de progrese noi.

Printre aceste progrese se numără vaccinul care este, în același timp, și antigripal și anti-COVID-19. Un alt astfel de progres este vaccinul administrat prin inhalare, care le-ar putea fi foarte util celor cu teamă de ace.

3. Inteligența Artificială dezvăluie noi antibiotice

Pe parcursul ultimilor ani, AI-ul a transformat domeniul biologiei moleculare. Revoluția a început cu algoritmul AlphaFold, care prezice rapid structurile complexe tridimensionale ale proteinelor, ajutând astfel la înțelegerea funcțiilor proteinelor și identificarea țintelor medicamentelor.

În 2022, AI-ul a realizat un alt progres, de data aceasta în ceea ce privește medicamentele: mai multe grupuri în 2022 au raportat primele aplicații de succes ale AI pentru a identifica noi medicamente antibiotice.

Rezistența antimicrobiană este o amenințare globală majoră. În acest an, raportul de cercetare globală privind rezistența antimicrobiană publicat în The Lancet a indicat că, la nivel mondial, 4,95 milioane de decese au fost asociate cu bacterii rezistente la medicamente în 2019, făcând din infecțiile netratabile una dintre principalele cauze de deces.

Dezvoltarea de noi medicamente care să învingă rezistența și să ne umple arsenalul de antimicrobiene eficiente este o luptă continuă. Aici începe acum AI-ul  să aducă o contribuție majoră.

Top 10 realizări științifice din 2022: 4. Avertizări mai rapide cu privire la vremea rea

În 2022, știința a putut prezice un uragan care urma să lovească coasta Statelor Unite chiar dinainte ca acesta să se formeze pe mare. Am putut vizualiza râul Brisbane răspândindu-se în casele australiene înainte să cadă o picătură de ploaie. Și am pus pompierii în stații de acțiune înainte să se aprindă scânteia care a ars sudul Franței.

Acum avem tehnologia pentru a vedea cu câteva zile înainte multe dintre aceste pericole naturale, subliniază The Guardian.

Avertizarea oamenilor asupra pericolului, pentru a putea lua măsuri, este cea mai bună modalitate de a preveni tragediile. Avem nevoie de acces egal la competențe și sisteme care au fost lansate cu ani în urmă. De asemenea, este de o importanță critică împărtășirea informații și acțiunea pe baza avertismentelor din partea conducătorilor noștri.

5. Creșterea incluziunii

În 2022 s-a înregistrat un avans mic, dar important, în ceea ce privește tratamentul pentru siclemie, un grup de tulburări moștenite care determină globulele roșii din sânge să capete formă de seceră și pot duce la anemie.

Un medicament dezvoltat pentru a trata o deficiență enzimatică (piruvat kinaza) ameliorează anemia și reduce episoadele acute de durere severă. În timp ce cercetarea este încă în fazele sale incipiente, cercetătorii subliniază că descoperirea lor a venit din analizarea caracteristicilor persoanelor cu această boală, mai degrabă concentrarea doar asupra globulelor roșii din sânge.

S-a constatat că acest progres aduce beneficii și oamenilor cu alte afecțiuni și aduce speranță milioanelor de oameni din întreaga lume, dar predominant în Africa, subcontinentul indian și America de Sud.

Acesta a fost și anul în care misiunea Artemis a NASA, care urmărește „să ducă prima femeie și prima persoană de culoare pe Lună” până în 2025, a pus manechinele feminine Helga și Zohar în spațiu pentru a testa efectele radiațiilor, deoarece femeile par să fie expuse unui risc mai mare de radiații spațiale decât bărbații.

Acest lucru poate părea neremarcabil, dar abia în 2022 o echipă de cercetare suedeză a proiectat un nou manechin pentru testul de impact, reprezentând o „femeie obișnuită”, mai degrabă decât o versiune redusă a manechinului masculin, care are dimensiunea unei fete de 12 ani.

Evoluții precum acestea trezesc speranța unei științe incluzive, unde genul, etnia și locația nu privilegiază și nici nu exclud.

Top 10 realizări științifice din 2022: 6. Matematicieni de elită

Medalia Fields recunoaște realizările matematice remarcabile pentru munca existentă. Descris adesea drept premiul Nobel pentru matematică, este acordat la fiecare patru unor persoane cu vârsta sub 40 de ani.

Profesorului James Maynard a fost distins anul acesta cu o medalie Fields pentru „contribuțiile sale spectaculoase” la teoria analitică a numerelor, „care au condus la progrese majore în înțelegerea structurii numerelor prime și în aproximarea diofantină”.

Prof. Maynard a demonstrat că există un infinit de numere prime a căror reprezentare zecimală nu conține cifra 7.

O afirmație atât de simplu de înțeles, dar nu foarte ușor de dovedit. Maynard se alătură unei liste de elită a matematicienilor britanici care au primit medalia.

O altă medaliată Fields este matematicianul ucrainean Maryna Viazovska, a doua femeie care a câștigat premiul. Ea a fost citată pentru multe realizări matematice, dar în special pentru că a dovedit că un aranjament numit Rețeaua E8 este cel mai dens pachet de sfere în opt dimensiuni.

7. Instrumente pentru măsurarea rigidității unei celule

Când ne gândim la ceea ce influențează modul în care se dezvoltă celulele din corpul nostru, adesea ne gândim la factori biologici sau chimici. Dar forțele fizice, ceea ce este cunoscut sub numele de mediu „mecanic”, pot fi la fel de critice pentru parcursul unei celule.

Capacitatea celulelor de a simți și de a răspunde la mediul lor mecanic este cunoscută de mai multe decenii: de exemplu, celulele stem crescute pe geluri moi, asemănătoare jeleului, vor deveni tipuri diferite de celule față de celulele stem crescute pe suprafețe rigide, asemănătoare sticlei.

Semnele timpurii ale bolilor precum cancerul și Alzheimer sunt adesea asociate cu modificări ale rigidității celulare. Cu toate acestea, rigiditatea celulelor și organelor din interiorul corpului nostru și modul în care acestea se schimbă în timpul dezvoltării și al bolii a fost dificil de măsurat.

Instrumentele de măsurare a proprietăților mecanice ale celulei s-au bazat pe aplicarea de forță asupra celulei: în esență, înțeparea sau tăierea unei celule și observarea răspunsului acesteia. Acest lucru este adesea invaziv și dăunător și nu este ușor de realizat asupra celulelor sau organelor vii din interiorul animalelor, darămite al oamenilor.

În 2022, două grupuri de cercetare, unul din Germania și unul din SUA, au publicat studii separate care demonstrează îmbunătățiri inovatoare ale unei metode de măsurare a rigidității celulare, cunoscută sub numele de microscopie Brillouin.

Această metodă optică nu este dăunătoare, permițându-le experților să „vadă” rigiditatea unui material fără a fi nevoie să-l atingă. Evoluțiile din acest an ale acestei tehnici au sporit semnificativ viteza și rezoluția imaginii și au redus daunele foto, făcând ca metoda să fie aplicabilă acum la scară largă pentru observarea modificărilor proprietăților mecanice celulare la animalele vii.

Această metodă va oferi un instrument puternic pentru diagnosticarea precoce a bolilor precum cancer, ateroscleroză și Alzheimer. De asemenea, va revoluționa modul în care oamenii de știință pot măsura și urmări modificările mecanice ale celulelor noastre în timpul dezvoltării normale și va îmbunătăți în mod critic înțelegerea importanței forțelor mecanice în biologie.

Top 10 realizări științifice din 2022: 8. Dezlegarea misterelor inseparabilității cuantice

„Acțiune înfricoșătoare de la distanță.” Așa numea Albert Einstein inseparabilitatea cuantică, adică atunci când două particule cuantice trebuie considerate ca o singură entitate, deoarece influențarea uneia dintre ele o afectează pe cealaltă chiar și atunci când sunt foarte departe una de cealaltă.

În octombrie 2022, cei trei pionieri ai științei informației cuantice, Alain Aspect, de la Universitatea Paris-Saclay, John Clauser, de la JF Clauser & Associates, și Anton Zeilinger, de la Universitatea din Viena, au primit premiul Nobel pentru fizică pentru contribuțiile lor la înțelegerea inseparabilității cuantice.

Există multe motive pentru a ne bucura de acest lucru. Pentru frumusețea faptului că oferă noi perspective într-o zonă interesantă a fenomenelor fundamentale. Pentru că pune bazele descoperirilor despre calculatoare cuantice pentru a efectua calcule complexe care ar fi imposibile pe un computer convențional; și în criptarea cuantică, care ar putea permite comunicații sigure.

Pentru a stimula mai multe experimente pentru a aborda una dintre marile întrebări ale științei: cum să reconciliem mecanica cuantică cu teoria generală a relativității a lui Einstein.

9. Grija față de natură

Un moment uriaș pentru biodiversitate s-a încheiat cu foarte puțin timp în urmă: cea de-a 15-a întâlnire a părților din „Convenția privind diversitatea biologică” de la Montreal, care a stabilit un curs pentru refacerea naturii de acum până în 2050.

Aceste acorduri internaționale sunt transpuse în legislația națională, cum ar fi Legea Mediului din Marea Britanie. Pe lângă aceasta, companiile își asumă angajamente îndrăznețe de a deveni „pozitive pentru natură”, ceea ce înseamnă că activitățile lor ar trebui, în general, să conducă la o stare mai bună a naturii.

Angajamentele pozitive pentru natură trebuie să se traducă în refacere reală, măsurabilă și atribuibilă a naturii. Totuși, acest lucru este foarte provocator, parțial pentru că multe produse au lanțuri de aprovizionare întortocheate, astfel încât companiile înseși nu știu întotdeauna care este impactul activităților lor asupra biodiversității.

De exemplu, nichelul este o componentă crucială a vieții noastre de zi cu zi, fiind folosit în producția de oțel inoxidabil. Totuși, cât de des ne oprim și ne gândim de unde provine nichelul din tacâmurile noastre sau din bateriile de mașini electrice și cum a afectat mediul producerea acestuia?

Top 10 realizări științifice din 2022: 10. Tehnologia bateriilor

Aceasta este una dintre cele mai grozave povești neapreciate ale vremurilor noastre: îmbunătățirile incredibil de rapide ale tehnologiei bateriilor, care vor constitui fundamentul unei lumi electrificate, pe măsură ce ne îndepărtăm de combustibilii fosili.

Desigur, există întrebări. Dar costurile? Bateriile vor stoca vreodată suficientă energie pentru dimensiunea lor pentru a alimenta un avion? Și de unde vom obține toate metalele rare necesare pentru a le construi?

De aceea, în luna octombrie Chao-Yang Wang și coautorii săi au publicat în Nature o lucrare care descrie o modalitate de a încărca incredibil de rapid baterii cu o mare densitate energetică; mai precis, în doar câteva minute.

Acest lucru evidențiază viteza fenomenală cu care chimiștii și inginerii de baterii fac față provocării. Dacă puteți încărca o baterie de mașină în 10-12 minute, încărcarea mai frecventă devine o problemă mai mică, permițând realizarea de baterii mai mici, care sunt mai ieftine și necesită mai puține resurse.

Nerăbdători pentru 2023

Anul 2022 a fost unul plin de provocări, dar și de răspunsuri la aceste provocări din partea oamenilor de știință.

Nu putem decât să ne dorim ca și anul 2023 să fie cel puțin la fel de plin de progrese precum cele din acest top 10 realizări științifice din 2022.

Vă recomandăm să citiți și:

Ce se va întâmpla cu oamenii în viitor? Previziuni pentru anul 1 milion

Noi studii arată direcții promițătoare în lupta împotriva îmbătrânirii

Cercetătorii au simulat o gaură de vierme fără să creeze o ruptură în structura spațiu-timp

Ce spun experții militari despre războiul în spațiu? „Viața nu va mai fi așa cum o știm!”