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重大突破獎揭曉,科學達人引領科技風潮

2024-01-11科學

2024 重大突破獎(Breakthrough Prize)的獲獎者已經公布,同時還宣布了新視野獎(New Horizons)和Maryam Mirzakhani新邊界獎(Maryam Mirzakhani New Frontiers Prizes)的獲得者。這個被稱為「科學奧斯卡」的獎項是世界上最大的國際科學獎,今年總共發放了1575萬美元。

五個主要獎項(3個生命科學獎項、1個基礎物理學獎項和1個數學獎項)每個獎金都為300萬美元。生命科學領域的第一項獎勵授予了Sabine Hadida、Paul Negulescu和Fredrick Van Goor,以表彰他們開發了一種可以修復囊性纖維化患者重要的蛋白質的藥物。

這些患者染有一個稱為CFTR的蛋白質基因突變。在90%的病例中,蛋白質會錯誤折疊,無法到達應在細胞表面的位置,即便可到達,量也不足。囊性纖維化患者的平均預期壽命為30歲,盡管隨著時間的推移這個數碼在增加。像他們的TRIKAFTA這樣的治療方法采用了修復蛋白質的小有機分子的革命性方法。

「在我們的療法出現之前,沒有治療能夠解決囊性纖維化的潛在原因。CFTR調節劑真正改變了標準治療。例如,英國最近公布的數據表明,12-17歲之間接受TRIKAFTA治療的兒童平均壽命為82.5歲,」來自Vertex Pharmaceuticals的團隊在接受IFLScience采訪時表示。

「我們的工作也對囊性纖維化以外的疾病產生了影響。我們證明了可以使用小分子治療來修復缺陷蛋白質和治療遺傳病。這種當時革命性的方法帶來了新的希望,認為其他遺傳病也可以用小分子治療來治療。」

生命科學領域的第二個獎項授予了Carl H. June和Michel Sadelain,以表彰他們在嵌合抗原受體(CAR)T細胞免疫療法的發展方面所做的貢獻。這種方法透過改變患者的免疫細胞來靶向和殺死癌細胞,後續的研究表明這種方法非常有前景。目前的研究重點是預防腫瘤復發,以及可能的套用該方法來治療自身免疫疾病、炎癥性疾病、心臟病和神經退行性疾病。

第三個生命科學獎頒給了Thomas Gasser、Ellen Sidransky和Andrew Singleton,以表彰他們在帕金森病風險基因的辨識工作。他們的工作導致了對這種疾病理解和發展的範式轉變。這個轉變還對新療法產生了巨大的影響,研究人員希望透過這些療法來阻止疾病的進展或完全預防其發生。

基礎物理學獎授予John Cardy和Alexander Zamolodchikov,以表彰他們在擴充套件和演變量子場論方面的工作。特別是Cardy發明了量子系統中某些轉變(如氦變成無摩擦超流體或在特定條件下出現超導現象)的數學模型。

數學獎授予了Simon Brendle,以表彰他對微分幾何的獨特貢獻,尤其是對於波動曲面。如果你想象一下陷在擺動的彈簧環之間的肥皂泡,測量這些泡沫的表面就是這項數學所涉及的。該理論的套用非常廣泛,包括對時空本身的理解。

相變、曲線和奇異表面也是獲得Maryam Mirzakhani新邊界獎和新視野獎的研究重點。每個類別都有三名獲獎者。其中,前者的獲獎者是Hannah Larson、Laura Monk和Mayuko Yamashita,每人獲得5萬美元的獎金。後者的獲獎者是Roland Bauerschmidt、Michael Groechenig和Angkana Rüland。

新視野物理學獎非常註重天體物理學。Laura M. Pérez、Paola Pinilla、Nienke van der Marel和Til Birnstiel獲得了這一獎項,以表彰他們在年輕恒星周圍的塵埃陷阱及其可能導致行星形成方面的研究。另外一項獎項由Mikhail Ivanov、Oliver Philcox和Marko Simonović共同獲得,以表彰他們在宇宙的大尺度結構以及我們可以從中獲得的基礎物理學知識方面的工作。

最後但並非最不重要的是,Michael Johnson和Alexandru Lupsasca因其對光環(photon ring)的研究而獲得了物理學新視野獎。光環是由黑洞周圍光線組成的結構。這些光線在逃逸到我們這裏之前繞著黑洞旋轉,並且上面印刻著黑洞的內容。逃逸出來的光線則在經過周圍的物質時毫發無失真,讓我們直接觀察到黑洞時空的優雅幾何結構。這是黑洞的一項令人難以置信的特性,與我們之前研究的任何東西都不同。

掌握這些資訊對於檢驗重力理論、更好地理解這種基本力量至關重要。Johnson和Lupsasca計劃透過改進地平線事件望遠鏡(Event Horizon Telescope),來測量光環。地平線事件望遠鏡是一個虛擬設施,它的尺寸相當於地球的大小,負責拍攝黑洞的首張照片。其中包括M87中心(也被稱為M87*)和銀河系中心(Sagittarius A*)的黑洞。

「地平線事件望遠鏡是一個非常了不起的實驗,它成功地利用了遍布全球的望遠鏡陣列,首次在天空中捕捉到了一個真實的黑洞影像。然而,它的分辨率目前受到地球直徑的限制:為了獲得足夠清晰的影像來解析光環,將望遠鏡陣列與更遠的太空衛星結合似乎是必要的,」Vanderbilt大學的獲獎者Alexandru Lupsasca在接受IFLScience采訪時表示。

「我和Michael Johnson以及其他許多才華橫溢的同事正在為NASA制定一個詳細的計劃,以發射一顆目標定位M87*和Sgr A*的超大質素黑洞光環的太空任務。」

每個新視野獎價值10萬美元。自重大突破獎成立以來,已經頒發了3.08億美元的獎金。這些獎項由Sergey Brin、Priscilla Chan與Mark Zuckerberg、Julia與Yuri Milner以及Anne Wojcicki於2012年創立。