Джером Карл (Jerome Karle)
18 юни 1918 г. – 6 юни 2013 г.
Нобелова награда за химия (заедно с Хърбърт Хауптман)
(За изключителни постижения в разработването на директни методи за определяне на кристалните структури.)
Американският химик Джером Карл е роден в Ню Йорк в семейството на Луис и Сейди (Кан) Карфанкъл. Израства в Бруклин и през 1933 г. завършва там гимназията „Ейбрахам Линкълн“. След това Карл учи в колежа „Сити“ в Ню Йорк, където се запознава с Хърбърт Хауптман, студент от Бронкс. В колежа Карл изучава предимно химия и биология, а през 1937 г. получава бакалавърска степен. Продължава образованието си в Харвардския университет, където година по-късно получава магистърска степен по биология. През следващата година и половина Карл работи в Държавната здравна администрация в Ню Йорк, след което се записва в Мичиганския университет. През 1943 г. става магистър по естествени науки, а за дисертация върху газовата електронна дифракция получава докторска степен по физическа химия.
По време на Втората световна война Карл участва в проект на ВМС на САЩ, а по-късно е помощник-изследовател в Манхатънския проект, разработващ създаването на атомната бомба. След края на войната, през 1946 г., Карл започва да работи на щат във Военноморската изследователска лаборатория във Вашингтон. Тук той отново се срещна с Хауптман. 50-те години за Карл преминават под знака на тяхното сътрудничество: двамата работят върху създаването на директен метод за дешифриране на триизмерни молекулярни структури с помощта на рентгенова кристалография.
Когато сноп рентгенови лъчи се насочат към кристал от някакво вещество, някои от лъчите преминават през кристала, докато други се отклоняват от електроните на атомните ядра. Отклонените лъчи се записват на фотографска плака като хиляди точки, образуващи характерно изображение. Това изображение напомня много отдалечено точното разпределение на атомите вътре в кристала. Но анализирайки интензитета на точковите петна върху плаката и местоположението на точките, Карл и Хауптман успяват, използвайки математически формули, да изчислят фазата на рентгеновия сноп, иначе казано – доколко се отклонява снопът, докато преминава през кристала. Въз основата на тези изчисления се създава карта на електронната плътност на кристала, която показва точното разположение на атомите и следователно дава картина на молекулярната структура на веществото.
Рентгеновата кристалография се използва за анализ на вътрешната структура на големите молекули в продължение на няколко години. През 1912 г. немският физик Макс фон Лауе открива дифракцията на рентгеновите лъчи при кристалите. По-късно У. Л. Браг и баща му У. Х. Браг определят атомната структура на много видове кристали. Джеймс Д. Уотсън и Франсис Крик използват рентгенова кристалография, за да работят върху структурата на дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК). Тези изследователи, въз основа на пунктирано изображение върху фотографска плака, стигат до заключението само за формата на молекулата, а методът, разработен от Карл и Хауптман, позволява да се свърже директно интензивността и разположението на точките с подреждането на атомите вътре в молекулата.
През 1953 г. Карл и Хауптман публикуват статия за резултатите от своята работа. Този изключително сложен трактат, богат на математически формули, изглежда няма нищо общо с химията и решаването на един преди това труден проблем е посрещнато със скептицизъм и дори враждебност от много учени, изучаващи кристалография. Най-съществената пречка за приемането на този метод е, че малко химици разбират математическия аспект на процедурата. Поради това Карл и Хауптман не получават подкрепа от други изследователи в тази област и директният метод за дешифриране на структурите остава неизползван в продължение на 15 години. А триизмерните структури са неразделна част от химията. За да разберем молекулярните реакции и взаимодействието на молекулите една с друга, е необходимо да знаем как точно са разположени атомите вътре в молекулата. Въпреки факта, че има други начини за установяване на молекулярната структура, предложеният от Карл и Хауптман метод за директно декодиране е не само по-ефективен, но също така предоставя точна, подробна картина на цялата структура на молекулата.
Най-значимият принос на Карл и Хауптман след 1956 г. е практическото приложение на техния метод, особено за кристали, които нямат осева симетрия. През 1968 г. Военноморската изследователска лаборатория на САЩ създава специално за Карл поста ръководител на научните изследвания и той оглавява лабораторията, изследваща структурата на веществата. Признанието за работата, извършена от него и Хауптман, идва в края на 60-те години, когато съпругата на учения Изабела, физикохимичка и служителка във Военноморската изследователска база, прилага този метод на практика при анализа на големи молекули. Резултатите от нейните експерименти убеждават много учени от областта на кристалографията в полезността и високата степен на точност на директния метод за дешифриране на структурите.
Продължавайки да се занимава с изследователска работа в лабораторията на ВМС, Карл понякога изнася лекции по математика и физика в колежа на Мерилендския университет. Той също така чете лекции в Обединеното кралство, Германия, Италия, Канада, Полша, Бразилия и Япония, като същевременно води Вашингтонския колоквиум по кристалите, който се провежда всеки месец в геофизичната лаборатория на института „Карнеги“.
През 1942 г. Карл се жени за химичката Изабела Лугоски. Съпрузите имат три дъщери.
Сред големия брой награди, с които Карл е удостоен, са: За изключителни заслуги към държавата на ВМС на САЩ (1968 г.), наградата Хилебранд на Американското химическо дружество (1970 г.) и наградата А. Л. Патерсън на Американското кристалографско дружество (1984 г.). Член на Американското физическо дружество, на Американското химическо дружество, на Американската кристалографско дружество, на Американската асоциация за съдействие на развитието на науката и на Американското математическо дружество. През 1986 г. ученият е удостоен с почетна степен от нюйоркския колеж „Сити“.
Превод от руски: Павел Б. Николов
Няма коментари:
Публикуване на коментар
Анонимни потребители не могат да коментират. Простащини от всякакъв род ги режа като зрели круши! На коментари отговарям рядко поради липса на време за влизане във виртуален разговор, а не от неучтивост. Благодаря за разбирането.