LU zinātnieku pētījumi atzīti par nozīmīgākajiem sasniegumiem zinātnē 2020. gadā

SASNIEGUMI TEORĒTISKAJĀ ZINĀTNĒ

1. Padziļināta izpratne par moderno materiālu funkcionālajām īpašībām ekstremālās radiācijas apstākļos un to prognozēšana

Dr. A. Popovs, Dr. habil.phys. V. Kuzovkovs, LZA īstenais loceklis J. Kotomins, Dr. D. Grjaznovs, A. Platonenko, PhD E. Šablonins, LZA ārzemju loceklis A. Luščiks. Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts, Fizikas institūts, Tartu Universitāte (Igaunija).

Vispāratzīts, ka nākotnes enerģētika ir saistīta ar kodolsintēzes reaktoru attīstību. To veiksmīgam darbam nepieciešami jauni materiāli, kas darbosies ļoti ekstremālos starojuma un temperatūras apstākļos. Šādu optisko un dielektrisko materiālu pētījumi ir svarīga Eurofusion-Latvia asociācijas aktivitāšu sastāvdaļa. Šajā kopīgā Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta un Tartu universitātes Fizikas institūta komandu darbā tika pētīti neitronu un smago jonu apstarošanas izraisīti bojājumu procesi perspektīvos funkcionālajos materiālos. Rūpīgi tika pētītas un salīdzinātas dažu oksīdu kristālu, nanomateriālu un keramikas radiācijas defektu optiskās un dielektriskās, kā arī vibrācijas un magnētiskās īpašības. Šī pētījuma gaitā tika izstrādātas jaunas teorētiskās metodes, ar kuru palīdzību var novērtēt un prognozēt perspektīvo materiālu funkcionalitātes un radiācijas bojājumu attīstību ekstremālos reaktora darbības apstākļos.

2. Gadījuma klejošanā balstīta vienelektrona mikroshēmu sertifikācija. Latvijas un Vācijas pētnieki pirmo reizi formulējuši un eksperimentāli apstiprinājuši statistikas likumus, kas pārvalda retas, bet neizbēgamas kļūdas atsevišķu kvantu daļiņu uzskaitē

Mg.math. M. Kokainis, LZA īstenais loceklis A. Ambainis, LZA korespondētājloceklis V. Kaščejevs. Latvijas Universitātes Datorikas un Fizikas, matemātikas un optometrijas fakultātes kopā ar D. Reifertu un N. Ubelodi no Vācijas Nacionālā metroloģijas institūta PTB.

Elektronikas tehnoloģijas ir sasniegušas mazāko fizikāli iespējamo – individuālo elektronu – līmeni. Jau šodien vienelektronu mikroshēmas tiek izmantotas visprecīzākajos mērinstrumentos (kvantu etalonos) un kvantu skaitļotāju prototipos. Taču šādu ierīču darbību vada kvantu fizikas likumi, kuriem piemīt fundamentāla nenoteiktība, tādējādi uzliekot ierobežojumus to nekļūdīgai darbībai. Pievēršoties šai problēmai, Latvijas un Vācijas pētnieki ir pirmo reizi formulējuši un eksperimentāli apstiprinājuši statistikas likumus, kas pārvalda retas, bet neizbēgamas kļūdas atsevišķu kvantu daļiņu uzskaitē. Izstrādātā metode liek stingrus matemātiskus pamatus elektriskās strāvas etalonu precizitātes noteikšanai un paver jaunas iespējas kvantu nanoelektronikas integrēto shēmu attīstībai.

3. Ekstracelulāro vezīkulu potenciāls eksperimentālās Pārkinsona slimības apturēšanā

Dr.med. Vladimirs Piļipenko, PhD Karīna Narbute, Dr.med. Jolanta Pupure, LZA īstenā locekle Vija Kluša. Latvijas Universitātes Medicīnas fakultāte, Farmakoloģijas katedra.

Pārkinsona slimību (PS) raksturo progresējoša smadzeņu dopamīnerģisko (DA) neironu bojāeja, motoro un kognitīvo funkciju deficīts. Līdz šim nav efektīvu līdzekļu, kas apturētu PS. Lai saglabātu šūnu dzīvotspēju agrīnajā PS stadijā pirms neirodeģeneratīvo procesu sākuma un neatgriezeniskiem psihomotoriem traucējumiem, tika pētīta jauna farmakostratēģija. Šim nolūkam eksperimentālajā PS dzīvnieku modelī tika veikta ekstracelulāro vezīkulu (EV) intranazālā ievadīšana. Pētījuma rezultātā parādīts, ka smadzenēs EV darbojas neiroprotektīvi: saglabā dzīvo DA neironu skaitu, uzlabo atmiņas procesus un noņem kustību traucējumus. Šie efekti saglabājās vairākas dienas pēc EV ievadīšanas beigām. Līdz ar to šie dati dod ieguldījumu jauno farmakoloģisko pieeju attīstīšanā un pārnesē PS progresēšanas apturēšanai.

4. COVID-19 vīrusa genoma izpēte Latvijā

Autoru kolektīvs: Mg.biol. Ņikita Zrelovs, Mg.biol. Monta Ustinova, Mg.biol. Ivars Silamiķelis, Bc.biol. Līga Birzniece, Mg.biol. Kaspars Megnis, Dr.biol. Vita Rovīte, Mg.biol. Lauma Freimane, Mg.biol. Laila Silamiķele, Bc.biol. Laura Ansone, Mg.biol. Jānis Pjalkovskis, Dr.biol. Dāvids Fridmanis, Mg.biol. Baiba Alkšere, Mg.biol. Andris Avotiņš, Mg.biol. Marta Priedīte, Mg.biol. Anastasija Caica, Mg.biol. Mikus Gavars, Mg.biol. Dmitrijs Perminovs, Dr.med. Jeļena Storoženko, Mg.biol. Oksana Savicka, Dr.med. Elīna Dimiņa, Dr.med. Uga Dumpis.

Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrs, Rīgas Stradiņa universitāte, Latvijas Universitāte, Slimību profilakses un kontroles centrs, Rīgas Austrumu klīniskā universitātes slimnīcas Latvijas Infektoloģijas centra laboratorija, SIA “E. Gulbja laboratorija”, SIA “Centrālā laboratorija”.

Kopš 2020. gada aprīļa Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrā sadarbībā ar citām organizācijām tiek veikta SARS-CoV-2 vīrusa genoma izpēte, iegūstot nozīmīgu informāciju par vīrusa dažādību un mainību. Kopumā Latvijā ir atklātas 368 dažādas vīrusa mutācijas, vidēji vīrusu genoma sekvencēs tiek atrastas no vienas līdz pat 22 mutācijām uz paraugu, salīdzinot tos ar Uhaņas vīrusa genoma datiem. Līdz šim iegūtie dati liecina, ka konkrēta vīrusa mutācija (D614G) proteīnā S (Spike), kas ir saistīta ar palielinātu infekciozitāti varētu būt sastopama vismaz 97% infekcijas gadījumu Latvijā. SARS-CoV-2 genoma sekvenēšanas dati atklāj, ka Latvijā sastopamie vīrusi pēc to ģenētiskā materiāla ir visai līdzīgi citur Eiropā identificētajiem vīrusiem, taču filoģenētiskās analīzes rezultāti norāda, ka vīruss Latvijā ir ieceļojis vairākkārtīgi, visticamāk pat no dažādiem kontinentiem. Iegūtā vīrusa genoma analīze ļauj izsekot infekcijas izplatības ceļiem un veikt epidemioloģisko uzraudzību Latvijā.

5. Pētījumā atklāts renesanses laikmeta skaņumākslas mantojums Latvijā, aptverot periodu no 15. gadsimta līdz 17. gadsimta sākumam

Ilze Šarkovska-Liepiņa. Latvijas mūzika renesansē: priekšvēstneši, briedums, konteksti. Rīga: LU LFMI apgāds, 2020. 247 lpp. Latvijas Universitātes Literatūras, folkloras un mākslas institūts.

Dr.art. Ilze Šarkovska-Liepiņa ar šo grāmatu turpina monogrāfiju sēriju “Latvijas mūzikas vēsture no sākumiem līdz 21. gadsimtam”. Tā veltīta renesanses laikmeta skaņumākslas mantojumam Latvijā, aptverot periodu no 15. gadsimta līdz 17. gadsimta sākumam. Izdevumā aplūkota mūzikas dzīve un jaunrade Baltijas reģiona zemju, īpaši Vācijas kontekstā. Pētījumā aplūkotas Ziemeļu renesanses izpausmes mūzikā, analizēta reformācijas rosinātā dziesmu jaunrade, sniegts ieskats komponistu devumā tā laika populārākajos žanros (mesa, motete, pasija, daudzbalsīgā dziesma), kā arī atspoguļotas mūzikas dzīves norises un to ietekme sabiedrībā.

SASNIEGUMI LIETIŠĶAJĀ ZINĀTNĒ

6. Izstrādāta un aprobēta multispektrālās attēlošanas metode ar rekordaugstu spektrālo selektivitāti, kas ļauj bez tieša kontakta detalizēti raksturot objektu optiskās un sastāva īpatnības

LZA īstenais loceklis Jānis Spīgulis, Mg.phys. Ilze Ošiņa, Dr.phys. Uldis Rubīns, Dr.phys. Edgars Kviesis-Kipge, Bc.phys. Zigmārs Rupenheits, Mg.sc.ing. Madars Mileiko. Latvijas Universitātes Atomfizikas un spektroskopijas institūts.

Cilvēka acs spēj izšķirt krāsas, bet nespēj uztvert attēlus izvēlētās šaurās spektra joslās. Šādus t.s. spektrālos attēlus iegūst ar digitālajām fotokamerām, izmantojot šaurjoslas optiskos filtrus vai spektrāli specifisku apgaismojumu. Multispektrālā attēlošana (viena objekta attēlu komplekta uzņemšana dažādās spektra joslās) ļauj bez tieša kontakta detalizēti raksturot objektu optiskās un sastāva īpatnības; praktiskie pielietojumi sniedzas no Zemes veģetācijas satelītu monitoringa līdz krāsu pigmentu analīzei mākslas darbu ekspertīzēs. Jaunajai metodei ir divas galvenās priekšrocības – tā nodrošina vismaz 100 reizes augstāku spektrālo selektivitāti un 10 reizes īsāku spektrālo attēlu kopas uzņemšanas laiku, salīdzinot ar zināmo multispektrālās attēlošanas sistēmu parametriem. Tas panākts, objekta apgaismošanai izmantojot vienlaikus vairākas lāzeru spektrāllīnijas un spektrālo attēlu kopu iegūstot ar vienu momentuzņēmumu (“knipsi”), spektrāllīniju attēlus pēc tam izdalot no kopējā attēla datu masīva. Metodes validācijai izgatavotas piecas dažādu konstrukciju prototipa ierīces, ar kurām apliecināta tās efektivitāte ādas jaunveidojumu diagnostikā un viltotu banknošu un dokumentu atpazīšanā. Par metodi un tās pielietojumiem reģistrēti 9 izgudrojumi un publicēti 17 zinātniskie raksti.

Ar pilnu sarakstu var iepazīties ŠEIT.