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Prix Nobel 2004 : des quarks, du nez et le baiser de la mort

En physique, médecine et chimie, l’Académie royale des sciences de Suède et l’Institut Karolinska ont choisi de récompenser des chercheurs – principalement américains – pour leurs travaux sur les particules élémentaires, l’odorat et les processus de destruction des protéines.

Libre comme un quark

David J. Gross Directeur du Kavli Institute for Theoretical Physics à l’University de Californie (Santa Barbara) © DR

Le prestigieux prix Nobel de physique a été attribué cette année à David J. Gross (Kavli Institute for Theoretical Physics, Université de Californie), David Politzer (California Institute of Technology) et Franck Wilczeck (Massachusetts Institute of Technology). Ce prix récompense leurs travaux menés en 1973 à l’Université de Californie sur la « liberté asymptotique » des quarks.

Les quarks sont des particules élémentaires, qui tout comme les leptons, sont les constituants de particules plus grosses : neutrons, protons... La théorie des quarks a été énoncée pour la première fois en 1964 par les physiciens Murray Gell-Mann (prix Nobel de physique en 1969) et George Zweig, suite à des expériences menées dans des accélérateurs de particules qui ont permis de détecter les quarks. En 1995, le Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory) a permis de détecter le sixième quark, le quark top.

David Politzer et Frank Wilczek David Politzer. Professeur au Caltech (California Institute of Technology) de Pasadena. (à gauche)Frank Wilczek. Professeur de physique au Massachusetts Institute of Technology (MIT). (à droite) © DR

Les quarks sont liés entre eux par quatre types d’interaction. L’interaction gravitationnelle (qui joue un rôle important à l’échelle macroscopique), l’interaction électromagnétique, l’interaction nucléaire faible (radioactivité naturelle) et l’interaction nucléaire forte. C’est cette dernière interaction que Gross, Politzer et Wilczeck ont su expliquer grâce à leur théorie de la « liberté asymptotique ». La « liberté asymptotique » correspond au moment où la liaison entre les particules élémentaires est la plus faible c’est-à-dire, paradoxalement, quand la distance entre deux particules est minimale.



Que fait un physicien des particules ?


Voir notre reportage à Hambourg,
dans l’accélérateur de particules HERA,
réalisé par Jean-Marc Serelle (1995).

(Durée : 14’)

Les secrets de notre odorat enfin mis au jour ?

Linda B. Buck Linda B. Buck. Chercheuse au département de recherche fondamentale du Fred Hutchinson Cancer Research Center de Seattle. © AFP

L’Institut suédois Karolinska a choisi cette année, de décerner le prix Nobel de médecine et de physiologie aux deux chercheurs américains, Richard Axel (Institut médical Howard Hughes de l’Université Columbia à New-York) et Linda Buck (Fred Hutchinson Cancer Research Center, à Seattle), pour leurs travaux sur le fonctionnement du système olfactif, qui restait jusqu’à présent l’organe sensoriel le moins étudié.

Les récepteurs olfactifs, situés sur les cellules de l’épithélium nasal (tissu cellulaire situé dans le nez), permettent de détecter différentes molécules chimiques. Une fois l’odeur détectée, le système nerveux transmet l’information jusqu’au cerveau qui analyse et combine les informations transmises par les différents récepteurs afin de reconstituer l’odeur.

Richard Axel Richard Axel. Chercheur à l’Institut médical Howard Hughes de l’Université Columbia (New-York). © AFP

Richard Axel et Linda Buck ont découvert, grâce à des études physiologiques et génétiques, une famille de près de mille gènes, soit 3% de la totalité de nos gènes, codant presque autant de récepteurs olfactifs. Chaque récepteur permet de détecter plusieurs molécules différentes qui composent la large palette des odeurs.

Richard Axel et Linda Buck ont commencé leurs travaux dans les années 80 et ont publié un premier article sur ce sujet en 1991. A l’époque, leur étude portait sur le système olfactif des souris, lequel est légèrement plus développé que le notre. Cette découverte, qui n’a pour le moment pas de retombée médicale, permet néanmoins de mieux comprendre les mécanismes de reconnaissance des odeurs et notamment la perception des phéromones (par des récepteurs olfactifs spécifiques) qui sont à l’origine de nombreux comportements (sexuels, sociaux…) dans le règne animal.

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