Giới thiệu
Khi nhà phát minh và doanh nhân Alfred Nobel qua đời, trong di chúc của ông có ghi rõ rằng toàn bộ tài sản sẽ được dùng để tưởng thưởng cho “những ai trong năm qua đã mang lại lợi ích lớn nhất cho nhân loại.” Giải thưởng này sẽ tôn vinh những đóng góp xuất sắc trong các lĩnh vực mà ông từng gắn bó và đam mê suốt đời: vật lý, hóa học, y học hoặc sinh lý học, văn học và hòa bình.![[IMG]](https://photo2.tinhte.vn/data/attachment-files/2025/10/8860750_giai-nobel-1.jpg)
Sau khi ông mất, quá trình thực hiện ý nguyện ấy diễn ra khá lâu, và đến năm 1901, những giải Nobel đầu tiên mới được trao. Năm 1969, thêm một giải mới được bổ sung, đó là Giải Kinh tế học của Ngân hàng Trung ương Thụy Điển (Sveriges Riksbank) tưởng niệm Alfred Nobel. Đây là một ngoại lệ, được lập ra để kỷ niệm 300 năm thành lập ngân hàng trung ương Thụy Điển.
Mỗi năm vào tháng 10, danh sách những người đoạt giải Nobel sẽ được công bố. Sau đây là những giải thưởng đã được trao năm nay, vẫn chưa có giải Văn chương và Kinh tế. Hôm nay có giải Văn chương và ngày 13/10 sẽ có kết quả giải Kinh tế.
Giải Y sinh học
Giải này được trao chung cho Mary E. Brunkow, Frederick J. Ramsdell và Shimon Sakaguchi “vì những khám phá liên quan đến khả năng dung nạp miễn dịch ngoại vi.”
Hệ miễn dịch của con người rất mạnh mẽ, nhưng nếu không được điều tiết, nó có thể quay sang tấn công chính các cơ quan trong cơ thể. Ba nhà khoa học Mary E. Brunkow, Fred Ramsdell và Shimon Sakaguchi được vinh danh với giải Nobel năm nay nhờ những khám phá đột phá giúp lý giải cách cơ chế dung nạp miễn dịch ngoại vi ngăn hệ miễn dịch làm hại chính cơ thể.
Mỗi ngày, hệ miễn dịch bảo vệ chúng ta khỏi hàng nghìn loại vi sinh vật khác nhau tìm cách xâm nhập. Chúng có nhiều hình dạng, và một số còn tiến hóa để trông giống tế bào người nhằm “ngụy trang”. Vậy làm sao hệ miễn dịch biết được đâu là kẻ thù cần tiêu diệt và đâu là tế bào của chính mình? Ba nhà khoa học nói trên đã tìm ra câu trả lời. Họ phát hiện ra “người gác cổng” của hệ miễn dịch – các tế bào T điều hòa (regulatory T cells), có vai trò ngăn các tế bào miễn dịch tấn công cơ thể mình.
Năm 1995, Shimon Sakaguchi đã đi ngược lại quan điểm của phần lớn giới khoa học khi công bố phát hiện đầu tiên của mình. Khi đó, nhiều người tin rằng khả năng dung nạp miễn dịch chỉ đến từ việc loại bỏ các tế bào có hại trong tuyến ức – gọi là “dung nạp trung ương” (central tolerance). Nhưng Sakaguchi chứng minh hệ miễn dịch phức tạp hơn thế. Ông phát hiện ra một nhóm tế bào mới, chưa từng được biết đến, có nhiệm vụ bảo vệ cơ thể khỏi bệnh tự miễn.
Đến năm 2001, Mary Brunkow và Fred Ramsdell có phát hiện quan trọng thứ hai. Họ tìm ra nguyên nhân khiến một giống chuột dễ mắc bệnh tự miễn: các con chuột này bị đột biến ở gen mà họ đặt tên là Foxp3. Họ cũng chứng minh rằng, đột biến ở gen tương ứng trong cơ thể người gây ra một bệnh tự miễn nghiêm trọng mang tên IPEX.
Hai năm sau, Shimon Sakaguchi tiếp tục nối kết các phát hiện này lại với nhau. Ông chứng minh rằng gen Foxp3 chính là yếu tố điều khiển sự phát triển của nhóm tế bào mà ông tìm ra trước đó, các tế bào T điều hòa. Những tế bào này có vai trò giám sát các tế bào miễn dịch khác và đảm bảo hệ miễn dịch không tấn công các mô của chính cơ thể.
Những khám phá của ba nhà khoa học đã khai sinh lĩnh vực nghiên cứu dung nạp miễn dịch ngoại vi, mở đường cho các liệu pháp điều trị ung thư và bệnh tự miễn. Nghiên cứu này cũng hứa hẹn cải thiện kết quả trong cấy ghép nội tạng. Hiện nay, một số phương pháp điều trị dựa trên cơ chế này đã bước vào giai đoạn thử nghiệm lâm sàng.
Quảng cáo
Giải Vật lý
Giải Nobel Vật lý 2025 được trao cho ba nhà khoa học John Clarke, Michel H. Devoret và John M. Martinis “vì khám phá hiện tượng hầm lượng tử ở quy mô vĩ mô và sự lượng tử hóa năng lượng trong mạch điện.”
Một trong những câu hỏi lớn của vật lý là: Hệ thống có thể lớn đến mức nào mà vẫn thể hiện được các hiệu ứng lượng tử? Ba nhà khoa học đoạt giải năm nay đã trả lời câu hỏi đó bằng thí nghiệm của họ trên một con chip – nơi họ chứng minh được hai hiện tượng đặc trưng của vật lý lượng tử: hiện tượng hầm lượng tử và sự lượng tử hóa năng lượng, trong một hệ thống đủ lớn để cầm gọn trong lòng bàn tay.
Cơ học lượng tử cho phép các hạt có thể “xuyên qua” một rào cản bằng quá trình gọi là tunnelling (hiệu ứng hầm lượng tử). Tuy nhiên, khi có quá nhiều hạt tham gia, các hiệu ứng này thường mất đi. Thí nghiệm của Clarke, Devoret và Martinis đã chứng minh rằng ngay cả ở quy mô lớn, tức “vĩ mô”, những đặc tính lượng tử này vẫn có thể được thể hiện rõ ràng.
Vào các năm 1984 và 1985, ba nhà khoa học đã tiến hành hàng loạt thí nghiệm với một mạch điện đặc biệt được tạo từ các vật liệu siêu dẫn (những chất có thể dẫn điện mà không hề có điện trở). Trong mạch này, các thành phần siêu dẫn được ngăn cách bởi một lớp vật liệu cách điện cực mỏng, được gọi là mối nối Josephson (Josephson junction).
Bằng cách tinh chỉnh và đo lường chính xác các đặc tính của mạch, họ đã kiểm soát được những hiện tượng xảy ra khi dòng điện đi qua. Tập hợp các điện tử trong chất siêu dẫn hoạt động như thể là một “hạt” duy nhất lan tỏa khắp mạch điện.
Ở trạng thái ban đầu, mạch này cho phép dòng điện chạy mà không xuất hiện điện áp. Nhưng hệ thống dường như bị “mắc kẹt” trong trạng thái đó, giống như bị chặn lại bởi một bức tường. Điều đáng kinh ngạc là hệ thống đã thoát ra khỏi trạng thái không điện áp này bằng cách tự xuyên qua rào cản, cho thấy đặc tính lượng tử của nó. Khi điều đó xảy ra, điện áp xuất hiện, và đó chính là dấu hiệu cho thấy hiệu ứng hầm lượng tử đã diễn ra.
Quảng cáo
Ba nhà khoa học cũng chứng minh rằng hệ thống của họ tuân theo đúng quy luật của cơ học lượng tử: năng lượng trong hệ thống không thay đổi một cách liên tục, mà chỉ hấp thụ hoặc phát ra những “mức năng lượng rời rạc” – hay nói cách khác, năng lượng được lượng tử hóa.
Các bóng bán dẫn trong vi mạch máy tính là ví dụ quen thuộc nhất cho ứng dụng của vật lý lượng tử. Nhưng những khám phá của giải Nobel Vật lý năm nay còn mở ra cơ hội cho thế hệ công nghệ lượng tử tiếp theo, bao gồm mật mã lượng tử, máy tính lượng tử và cảm biến lượng tử. Đây là những công nghệ có thể thay đổi hoàn toàn cách con người xử lý và bảo vệ thông tin trong tương lai.
Giải Hóa học
Giải Nobel Hóa học 2025 được trao cho ba nhà khoa học Susumu Kitagawa, Richard Robson và Omar M. Yaghi vì những đóng góp mang tính tiên phong trong việc phát triển khung kim loại–hữu cơ (metal–organic frameworks, MOF), một dạng cấu trúc phân tử mới có khả năng “tạo ra không gian” bên trong vật chất cho các phản ứng hóa học diễn ra.
Ba nhà khoa học được vinh danh năm nay đã tạo ra một dạng cấu trúc phân tử có những khoảng trống lớn bên trong, cho phép khí và các hợp chất khác có thể đi xuyên qua vật liệu. Các cấu trúc này – gọi là metal–organic frameworks (MOF), có thể được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực quan trọng như hút ẩm từ không khí sa mạc, thu giữ khí CO2, lưu trữ khí độc, hoặc xúc tác cho phản ứng hóa học.
Trong các cấu trúc MOF, ion kim loại đóng vai trò như những “góc nối” được kết nối bởi các phân tử hữu cơ dài chứa carbon. Khi kết hợp lại, chúng hình thành nên tinh thể có nhiều khoang rỗng, giống như một mạng lưới xốp ở cấp độ phân tử. Bằng cách thay đổi các “viên gạch” tạo nên cấu trúc này, các nhà hóa học có thể tùy chỉnh MOF để thu giữ hoặc lưu trữ những chất cụ thể. Ngoài ra, MOF còn có thể dẫn điện hoặc thúc đẩy phản ứng hóa học.
Câu chuyện bắt đầu vào năm 1989, khi Richard Robson tìm cách tận dụng đặc tính tự nhiên của nguyên tử theo một hướng mới. Ông kết hợp ion đồng mang điện tích dương với một phân tử bốn nhánh, mỗi nhánh có đầu gắn nhóm hóa học ưa đồng. Khi kết hợp, chúng tạo nên một tinh thể có cấu trúc hoàn chỉnh và nhiều khoang rỗng, trông như một viên kim cương với vô số khoảng trống bên trong.
Robson nhận ra ngay tiềm năng to lớn của phát hiện này, nhưng cấu trúc ban đầu lại thiếu ổn định, dễ sụp đổ. Từ năm 1992 đến 2003, Susumu Kitagawa và Omar Yaghi đã lần lượt đưa phương pháp này lên một tầm cao mới. Kitagawa chứng minh rằng các loại khí có thể đi ra đi vào cấu trúc MOF, đồng thời dự đoán rằng chúng có thể linh hoạt như một “bọt xốp phân tử”. Trong khi đó, Yaghi tạo ra một loại MOF cực kỳ bền vững và chứng minh rằng có thể tùy chỉnh nó bằng thiết kế có chủ đích để tạo ra các đặc tính mới theo ý muốn.
Kể từ sau những khám phá đột phá này, các nhà hóa học trên khắp thế giới đã phát triển hàng chục nghìn loại MOF khác nhau. Một số trong đó đang góp phần giải quyết những vấn đề lớn nhất của nhân loại, từ tách các chất PFAS độc hại khỏi nước, phân hủy dư lượng dược phẩm trong môi trường, thu giữ khí CO2, cho đến tận dụng hơi nước trong không khí sa mạc để tạo ra nguồn nước sạch.
Với khả năng “thiết kế không gian ở cấp độ nguyên tử”, metal–organic frameworks không chỉ thay đổi cách chúng ta hiểu về vật liệu, mà còn mở ra một kỷ nguyên mới trong công nghệ bền vững và hóa học xanh của thế kỷ 21.
Theo Nobel Prize
