В 1988 году они независимо друг от друга обнаружили, что электрическое сопротивление тонких магнитных слоев резко меняется при самом незначительном изменении внешнего магнитного поля, а потому подобные материалы могут служить идеальными сенсорами. Этот физический эффект — гигантское магнитосопротивление, или GMR-эффект, можно использовать, например, при разработке считывающих головок жестких дисков.
Открытие пришло не случайно. В конце 1980-х годов многие исследователи искали новые способы уплотнения информации, наносимой на магнитные носители. Грюнберг сразу же запатентовал свое открытие, опередив коллегу из Франции, а в 1997 году компания IBM начала выпуск по лицензии компьютеров, в конструкции жестких дисков которых использовался GMR-эффект. Благодаря этому емкость дисков стала исчисляться многими гигабайтами. В настоящее время созданы модели дисков, способные хранить уже 1000 гигабайт информации.
Принято считать, что именно данный эффект стал первым практическим применением нанотехнологии в современной электронной промышленности. Ведь он был открыт при исследовании так называемых «микроскопических сэндвичей», которые представляли собой два слоя ферромагнитного материала (железа или кобальта), разделенных тончайшей прослойкой немагнитного материала (хрома); толщина последнего составляла всего несколько рядов атомов.
В наши дни это чисто фундаментальное научное открытие приносит миллиардные прибыли. Жесткими дисками, изготовленными на основе GMR-эффекта, оснащены персональные компьютеры, МР3-плейеры, DVD-техника. Все пользователи современной цифровой аппаратуры должны быть благодарны Грюнбергу и Ферту за их открытие, так облегчившее нам повседневную жизнь.
В последние годы оба ученых были удостоены ряда международных премий, в частности в 2006 году Петер Грюнберг был назван «европейским изобретателем года». Грюнберг любит вспоминать один школьный эпизод, определивший всю его последующую жизнь. «Ребенком я заинтересовался, почему планеты вращаются вокруг Солнца». Школьный учитель объяснил Петеру, что все дело — в силе притяжения, и установил это Исаак Ньютон. Так в мальчике пробудился интерес к физике, к тому, как устроен мир, окружающий нас. Так знание стало силой.
Нобелевской премии по медицине и физиологии 2007 года удостоены трое биохимиков, создавших в 1970-е годы метод изучения функций генов путем их нокаутирования — американцы Оливер Смитис и Марио Капекки и англичанин сэр Мартин Эванс.
Как нокаутировать ген? Гены находятся в молекулах ДНК, которые свернуты в виде хромосом. Хромосомы существуют попарно, одна от матери, другая от отца, и на хромосомах данной пары (кроме половых) набор генов одинаков, то есть хромосомы каждой пары «гомологичны». Эти гомологичные пары есть во всех клетках данного организма. Как же добраться до нужного единичного гена и выключить его? Чтобы полностью выключить какой-нибудь ген во всем организме, нужно добраться до каждой его клетки. Как это сделать?
Организм зарождается из встречи двух половых клеток, материнской и отцовской. Возникшая в результате их слияния первая эмбриональная клетка вскоре делится на две и потом еще на две, и еще, и еще. Образуется первоначальная стадия эмбриона — бластоциста. Часть ее клеток уже на этой стадии отделяется от остальных и откладывается «про запас», в виде так называемых эмбриональных стволовых клеток (ЭСК). ЭСК остаются настолько незрелыми, что сохраняют способность при необходимости трансформироваться в клетки любого органа или ткани взрослого организма.
Капекки, Эванс и Смитис придумали, как использовать ЭСК для целей нокаутирования генов. Если изъять одну ЭСК из бластоцисты в пробирку, нокаутировать в ней нужный ген, затем размножить получившуюся «нокаутированную» ЭСК и вернуть всех ее потомков в бластоцисту, то он получится «мозаичный». В части его клеток данный ген будет работать, в другой нет. Следующий шаг — бластоцисту подсаживают в «суррогатную» мышку-мать, там она развивается до состояния зародыша и рождается в виде «мозаичной мыши», у которой часть клеток имеет данных ген в активном состоянии, а часть — в нокаутированном. Третий шаг — знакомим мозаичную мышь с нормальным партнером и получаем их потомство.