In memoriam Richard Ernst
Juuni alguses suri Teaduste Akadeemia välisliige Richard Ernst, kes oli tuumamagnetresonantsi üks pioneeridest. Ernstile avaldas nüüd nobelist Kurt Wüthrich sõnade läbi järelhüüde ka ajakirjas Nature.
Richard R. Ernst viis tuumamagnetresonantsi (TMR) rakendused igapäevasesse kasutusse nii keemias, struktuuribioloogias kui ka meditsiinilises diagnoosis. Kui Ernst tutvustas 1960. aastatel Fourier' teisendusega tuumamagnetresonantsi (FT-TMR) sillutas see teed magnetresonantstomograafiale (MRT), mida hakati laialdaselt kasutama meditsiinilises diagnoosis ja materjaliuuringutes.
Ernsti töö võitis Nobeli keemiaauhinna 1991. aastal ning sellel tuginesid saavutused, mida on kahekümne esimesel sajandil seni pärjatud kahe Nobeli preemiaga TMR-i valdkonnas - sealhulgas ka minu oma. Ta suri 87 aastaselt.
Richard Robert Ernst sündis Winterthuris, Šveitsis. Tema perekonna ajalugu oli tihedalt linnaga seotud, ulatudes vähemalt 500 aasta tagusesse aega. Ernsti isa õpetas arhitektuuri Winterthuri Tehnikumis (tänapäeva Rakendusteaduste Ülikoolis) ning ta oli Šveitsi armee kõrgema auastme ohvitser.
Erudeeritud miljöös oli oluline koht muusikalistel õhtutel; Richard mängis tšellot. Tema mõte saada heliloojaks lõppes 13-aasta vanuselt, mil ta leidis pööningult karbitäie kemikaale, mis olid järele jäänud hiljuti lahkunud onust. Ernst alustas eksperimentidega. Pärast keemiaõpinguid Zürichis asuvas Šveitsi Föderaalses Tehnikainstituudis jätkas ta doktoriõpet uudses TMR-valdkonnas.
Varsti pärast teist maailmasõda kirjeldasid Felix Bloch ja Edward Mills Purcell TMR-spektroskoopiat, jagades 1952. aasta Nobeli füüsikaauhinda. Põhimõte on järgmine: magnetväljas joonduvad aine teatud aatomituumade momendid. Raadiosageduse kiirituse rakendamine häirib joondust, mistõttu aatomid edastavad elektromagnetilisi signaale, mis on iseloomulikud aine keemilisele koostisele ja molekulaarsele struktuurile.
Üsna pea pärast avastamist hakati TMR-i laialdaselt kasutama füüsikas, näiteks osakeste füüsikas, tahkete kehade füüsikas ja olekumuutuste uurimistöös. 1950. aastatel tehti algust selle kui analüütilise töövahendi kasutamisega keemias – pidevlaine TMR-katsed, mille mõju oli aga piiratud, sest nende tundlikkus oli liiga madal.
Töötades 1960. aastate keskpaigas tol ajal TMR-mõõteseadmete juhtivas Palo Altotootmisettevõttes Varian, eksperimenteeris Ernst tugeva impulsiga, mis avaldab mõju tervele spektrile selle asemel, et kogu TMR-spektrit mõjutada nõrga pideva radiatsiooniga. Seejärel suunas ta saadud signaali Fourier'i teisendusse, et luua kõrge resolutsiooniga spekter.
TMR-mõõtevahendites kasutatavad materjalid ega arvutisüsteemid ei suutnud 1960. aastatel uue tehnoloogiaga toime tulla Möödus veel üks kümnend enne, kui FT-TMR leidis rakendust nii keemias kui ka struktuuribioloogias. Lisaks pani FT-TMR aluse palju informatiivsemale 2D TMR-ile hilistel 1970. aastatel. Tänu sellega seotud matemaatilistele tehingutele saavutas MRI olulise tähtsuse meditsiinilises diagnoosis.
1960. aastate lõpupoole suundus Ernst tagasi ETH Zürich tehnikakõrgkooli, kus ta töötas kogu elu. Üle nelja aastakümne inspireeris ta teadlaste põlvkondasid professorina ja lektorina üle terve maailma.
Ernsti üliõpilased ja doktorikraadiga teadlased olid tunnistajateks, kuidas sukeldus ta üha uuesti füüsikalise-keemilise mõju teooria sügavustesse. Ülima matemaatilise üksikasjalikkuse ja ainulaadsete didaktiliste oskustega, näidates käte abil, kuidas TMR-proovi magneetumine toimub raadiosagedusväljade mõju all, genereeris ta näiteks täpseid formalisme, et edasi anda nähtuse kõiki nüansse.
Tänu Ernsti maagilisele puudutusele kasvasid mõnesajast teadlasest koosnevast TMR-kogukonnast 1970. aastate alguseksvälja tuhandete TMR-huviliste kogunemised tänapäeva TMR-i erinevates valdkondades.
Ernst nimetas ennast töösõltlaseks. Töövahendite loojana meeldis talle välja pakkuda uusi viise probleemide lahendamiseks. Samas uskus ta, et teadlased peaksid huvituma paljust muustki peale nende endi valdkonna. Ernst mängis tšellot terve elu ja tal olid entsüklopeedilised teadmised klassikalisest muusikast. Oma elu viimastel aastatel kirjutas ta avameelse ja põhjaliku autobiograafia (tõlgituna kui "Otsingud ja uurimustöö", mis avaldati sel aastal).
Kui Ernst naasis abikaasaga Californiast Šveitsi 1968. aastal, reisisid nad edasi Tiibetisse, kus vaimustusid kohalikest rullmaalidest. Järgmiste aastakümnete jooksul lõid nad rikkaliku Tiibeti kunsti kollektsiooni. Ernsti vaimustus kultuurist kumab läbi tema autobiograafias, milles on teostest kaunid illustratsioonid.
Kui Ernst jäi 1998. aastal pensionile, pühendas ta kogu oma aja ja energia nagu ka Nobeli preemia auhinnaraha kollektsiooni laiendamisele. Kodus kasutas ta tipptasemel spektroskoopilisi tehnoloogiaid, (mitte aga TMR-i), selleks, et uurida värvi kallihinnalistel Tiibeti rullidel nende päritolu tuvastamiseks.
Töötades kolleegidena ETH Zürichi teaduskonnas oli mul au teha Ernstiga teaduslikku koostööd aastatel 1976--1986, mille tulemus oli mitmemõõtmelise TMR-tehnoloogia kasutuselevõtt keemialaborites ja struktuuribioloogias. Minu silmis oli Richard rabavalt intelligentne, kohusetundlik ja tasase loomuga kolleeg ning sõber. Üheskoos kõikidega, kes on talle tänu võlgu teadlasetöö rikastamise eest, pean kalliks mälestusi ajast, mille veetsin koos suurepärase teadlasega.
Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa