La Silla Observatory i Chile.
Som doktorgradskandidat i fysikk ved Universitetet i Heidelberg satte Stephan Hell seg som mål å motbevise en teori som hadde vært en vedtatt sannhet i mer enn hundre år. Det greide han. Foto: Starmus

Motbeviste en 100 år gammel teori

Hans oppdagelser innen mikroskopi gjorde det mulig å se det ingen hadde sett før og har bidratt til en enorm utvikling innen mange fagområder, blant annet innen medisinsk forskning

Stefan W. Hell, Fysiker

  • Ble tildelt nobelprisen i kjemi i 2014
  • for utvikling av superoppløselig fluorescensmikroskopi.
  • Han deler prisen med Eric Betzig og William E. Moerner.

OM OPPDAGELSEN: I tradisjonelle mikroskoper setter lysets bølgelengde grenser for hvor detaljert man kan se. Denne begrensningen kan imidlertid omgås med metoder som gjør bruk av fluorescens. Det er et fenomen hvor visse stoffer blir selvlysende etter å ha vært utsatt for lys. I 1994 utviklet Hell en revolusjonerende metode som gjør det mulig å spore prosesser som skjer inne i cellene.

Ved å tilsette fluorescerende farger til prøvene og lyse på dem med en laser, vil molekylene i prøvene sende ut lys i noen nanosekunder etter at de har absorbert laserlyset. På den måten kan de identifiseres i prøven.

To laserstråler med ulik bølgelengde

Hell fant ut at han kunne bruke to laserstråler med ulik bølgelengde. En laser for å få de fluorescerende molekylene til å lyse, og et annet, delvis overlappende (smultringformet) laserlys, for å få kun molekylene i midten av fokuspunktet til å lyse. Slik kunne han få redusert størrelsen på punktet av lysende molekyler og få langt mer detaljert informasjon fra prøvene enn man kan få ved hjelp av tradisjonell mikroskopering.

Basert på disse prinsippene ble STED (Stimulated emission depletion)-mikroskopet utviklet.

Brukes i medisinsk forskning

Hell har bidratt til at lysmikroskoper kan vise bilder med langt høyere oppløsning enn man trodde var mulig for bare noen tiår siden. Hans oppdagelser har bidratt til en enorm utvikling innen mange fagområder, blant annet innen medisinsk forskning.

I medisinsk diagnostikk benyttes fluorescensmikroskopi spesielt i relasjon til immunologiske hudsykdommer og nyresykdommer og i mikrobiologisk diagnostikk.

OM FORSKEREN: Stefan W. Hell er født i 1962 og vokste opp i Romania fram til han som 16-åring emigrerte til Vest-Tyskland sammen med familien. Faren var ingeniør, moren lærer.

Stefan W. Hell har gjennom hele karrieren jobbet med å forbedre mikroskoper.

Satte seg et skyhøyt mål

Som doktorgradskandidat i fysikk ved Universitetet i Heidelberg satte han seg et skyhøyt mål: Han ville finne en måte å motbevise en teori som hadde vært en vedtatt sannhet i mer enn hundre år, nemlig at et lysmikroskop ikke kan vise bilder med en oppløsning høyere enn 200 nanometer. Det tilsvarer halvparten av lysets bølgelengde.

Løsningen fant han etter hardt arbeid, og ved å snu opp ned på problemstillingen.

Avslag gang etter gang

Selv om han løste han gåten, fikk søknadene hans om støtte til videre forskning avslag gang etter gang. Det sier noe om den utholdenheten man må ha både når man kjemper for å få gjennomslag for nye oppdagelser.

Stefan W. Hell har siden 2002 vært direktør for Max Planck Institute for Biophysical Chemistry i Göttingen i Tyskland. Han leder også High Resolution Optical Microscopy division i det tyske Cancer Research Center (DKFZ) i Heidelberg og har en professor II-stilling ved universitetet i Heidelberg.

  • Stephan Hell en av 11 nobelprisvinnerne som kommer til Starmus i Trondheim for å fortelle om sine oppdagelser.