פמלה ביורקמן

כלת פרס וולף ברפואה 2025

פמלה ביורקמן

 

שייכות בעת הענקת הפרס:

קאלטק (Caltech), ארה”ב

 

נימוק למתן הפרס:

“על פיתוח אסטרטגיות חדשניות פורצות דרך להתמודדות עם מנגנוני הגנה של נגיפים באמצעות גישות חדשות ממוקדות נוגדנים”.

 

שותפים לפרס:

ללא שותפים

 

פמלה ביורקמן (1956 , ארה”ב) היא פרופסור לביולוגיה ולהנדסה ביולוגית ע”ש דיוויד בולטימור במכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech). ביורקמן גדלה בפורטלנד, אורגון, ארה”ב. היא קיבלה תואר ראשון בכימיה מאוניברסיטת אורגון ותואר דוקטור בביוכימיה וביולוגיה מולקולרית מאוניברסיטת הרווארד. במהלך לימודיה לדוקטורט ולאחר מכן כפוסט-דוקטורנטית במעבדתו של דון ויילי בהרווארד, היא פענחה לראשונה את המבנה התלת-ממדי של מולקולת MHC (קומפלקס התאמת רקמות עיקרי) הממלאת תפקיד מרכזי בזיהוי החיסוני של תאים נגועים. מולקולה זו מציגה ללימפוציטים מסוג T חלקים של פתוגנים שעלולים להיות מסוכנים, וכך מאפשרת למערכת החיסון לזהות ולפעול נגד איומים פוטנציאליים. לאחר מכן המשיכה ביורקמן את הכשרתה הפוסט-דוקטורלית באוניברסיטת סטנפורד עם מארק דייוויס, שם חקרה קולטנים של תאי T. בשנת 1989 הצטרפה לסגל האקדמי של Caltech.
ביורקמן הקדישה עשרות שנים לחקר האופן שבו מערכת החיסון מזהה פתוגנים פולשים, במטרה לפתח טיפולים חדשניים המשפרים את תגובתה. מחקריה מתמקדים במבנה ותפקוד של מולקולות המעורבות בזיהוי פני השטח של תאים, ובפרט באלו המתווכות את זיהוי מערכת החיסון. היא חוקרת תגובות חיסוניות למגוון רחב של פתוגנים ויראליים במטרה לפתח טיפולים וחיסונים משופרים.
פמלה ביורקמן תרמה תרומות משמעותיות בארבעה תחומים שונים במהלך הקריירה שלה. הראשון היה פתרון המבנה של אנטיגן MHC מסוג I, הישג משמעותי ששינה את ההבנה של זיהוי אנטיגנים על ידי תאי T. השני, היה אפיון האבולוציה של חלבונים הקשורים ל- MHC אשר חשף כיצד ניתן לכוון אנטיגנים מסוג MHC על ידי מערכות אחרות שאינן תלויות בזיהוי תאי T. השלישי, במסגרת חיפוש אחר דרכים ליצור תגובה חיסונית יעילה קלינית נגד נגיף ה- HIV , היא הדגימה את החשיבות הגדולה של אסטרטגיות חיסון המתמקדות באפיטופים שמורים כדי להתגבר על וריאנטים ויראליים. לבסוף, מאז פרוץ מגפת SARS-CoV-2, היא הובילה מחקרים למיפוי מבנים בחלבון הספייק של הקורונה המזוהים על ידי נוגדנים וייחסה זאת לשינויים בעקבות האבולוציה המהירה של הנגיף. בהמשך היא פיתחה אסטרטגיה חדשה, המבוססת על מגבלות מבניות של נוגדנים, לעיצוב אימונוגנים שמטרתם לעורר מגוון נוגדנים רחב כנגד נגיפים ממשפחת הקורונה.
הקריירה של ביורקמן מייצגת יצירתיות מתמשכת והשפעה יוצאת דופן, המשלבת מחקר בסיסי ומדע יישומי רפואי ברמה הגבוהה ביותר.

עבודתה החדשנית של ביורקמן פורצת דרך בהבנה ובעיצוב גישות יעילות יותר להתגוננות מפני נגיפים. מחקריה על HIV הדגישו את חשיבותם של נוגדנים המזהים חלקים קבועים בחלבוני מעטפת הנגיף. עם זאת, חלבוני מעטפת נגיפיים מתקפלים לעיתים קרובות באופן שמקשה על מערכת החיסון לזהות חלקים שמורים, תוך שהם מאפשרים לנגיף למוטט בקלות את החלקים החשופים מבלי לפגוע בכשירותו. כדי להתגבר על כך, ביורקמן פיתחה גישה חדשנית לבחירת נוגדנים המזהים חלקים שמורים בין זנים נגיפיים שונים. עבודה חלוצית זו מייצגת פריצת דרך רעיונית וצפויה להיות בעלת יישומים רחבים בהרבה. מחקריה של פמלה ביורקמן פותחים אשנב לפיתוח חיסונים עתידיים שיתמודדו עם האתגרים הגדולים ביותר של האנושות בתחום החיסונים.

James P. Eisenstein

Wolf Prize Laureate in Physics 2025

James P. Eisenstein

Affiliation at the time of the award:

Caltech, USA

Award citation:

“For advancing our understanding of the surprising properties of two-dimensional electron systems in strong magnetic fields”.

Prize share:

James P. Eisenstein

Jainendra K. Jain

Mordehai Heiblum

James P. Eisenstein (1952, USA) earned his AB degree from Oberlin College in 1974 and completed a Ph.D. in physics at the University of California, Berkeley, in 1980. After serving as an assistant professor at Williams College, he joined Bell Laboratories in 1983 as a member of the technical staff. In 1996, he accepted a faculty position at the California Institute of Technology (Caltech) and became the Frank J. Roshek Professor of Physics and Applied Physics in 2005. He retired as professor emeritus in 2018 and concluded his experimental research in 2021. Eisenstein has contributed to several National Research Council committees, including the Solid State Sciences Committee and the Board on Physics and Astronomy. He also served as associate editor for the Annual Review of Condensed Matter Physics from 2014 to 2017.

The three awardees have profoundly transformed our understanding of the fractional quantum Hall effect, (a Nobel prize-winning phenomenon) in which a thin layer of electrons in a magnetic field behaves as if the electrical current is carried by particles charged with a fraction of the electron charge.
A powerful and intuitively appealing way to understand these particles was developed by Dr. Jain, who introduced the concept of a composite fermion: a particle formed by binding an electron to a magnetic flux tube. The idea that large numbers of strongly interacting electrons behave as weakly interacting composite particles explains the intricate sequence of fractional quantum Hall states observed in the laboratory, now known as the Jain states. The composite fermion theory has provided quantitatively precise agreement with numerical studies, and it has predicted and explained experiments that find behavior reminiscent of a superconductor at special values (filling fraction 5/2) of the electron density.
Dr. Heiblum pioneered the exploration of these exotic particles in the laboratory. By developing ultra-high-purity materials and electron interferometry techniques, Heiblum’s group could provide concrete evidence for the fractional charge and verify fundamental predictions, including the anomalous statistics (intermediate between that of fermions and bosons). A milestone experiment was the observation of half-integer quantized thermal conductance at filling fraction 5/2, confirming the prediction that the corresponding composite fermions are Majorana fermions, and with potential implications for quantum computation.
Dr. Eisenstein co-discovered the fractional quantum Hall state at filling factor 5/2 and went on to explore exotic phases of two-dimensional electron systems. This includes an anisotropic state where the resistance probed along one direction is much larger than the resistance along the perpendicular direction, reminiscent of a liquid crystal. Eisenstein’s development of methods to separately contact individual electron layers enabled the study of the correlated motion of electron-hole pairs in the two layers, with the breakthrough observation of their Bose-Einstein condensation.
The award of the 2025 Wolf prize to these three physicists honors their extraordinary contributions to the exploration of quantum matter, with far-reaching impact on emerging quantum technologies.

Pamela J. Bjorkman

Wolf Prize Laureate in Medicine 2025

Pamela J. Bjorkman

 

Affiliation at the time of the award:

Caltech, USA

 

Award citation:

“For pioneering innovative strategies to overcome viral defenses through novel antibody-focused approaches”.

 

Prize share:

None

 

Pamela J. Bjorkman (1956, USA) is the David Baltimore Professor of Biology and Biological Engineering; Merkin Institute Professor, at the California Institute of Technology (Caltech).
Bjorkman grew up in Portland, Oregon, USA. She received a B.A. in Chemistry from the University of Oregon and a PhD in Biochemistry and Molecular Biology from Harvard University. As a graduate student and postdoctoral fellow with Don Wiley at Harvard, she solved the first 3-D structure of a major histocompatibility complex (MHC) molecule, which functions to present pieces of potentially dangerous pathogens to T lymphocytes during immune recognition of infected cells. Dr. Bjorkman continued her postdoctoral training at Stanford with Mark Davis, where she worked on T cell receptors, and then joined the faculty at Caltech in 1989.
Bjorkman has spent decades studying how the immune system recognizes invading pathogens, aiming to develop therapeutics that enhance its response in novel ways. Her research focuses on the structure and function of molecules involved in cell surface recognition, particularly those mediating immune system recognition. She is investigating immune responses to a diverse range of viral pathogens to develop improved therapeutics and vaccines.
Pamela Björkman has made major contributions to four different areas during her career. First was her solution of the Class I Major Histocompatibility Complex Antigen (MHC) structure, a major accomplishment that transformed understanding of T-cell recognition of antigen. Next, in characterizing evolution of MHC-related proteins, she shed light on how MHC antigens could be targeted by systems other than T-cell recognition. Third, seeking how to generate a clinically effective immune response to HIV, she showed the vital importance of immunization strategies focused on conserved epitopes in order to defeat viral variants. Finally, since the advent of the SARS-CoV2 pandemic, she took the lead on mapping structures engaged by antibodies on the coronavirus spike protein and relating them to the rapid evolution of this virus. Then, she developed a novel strategy, based on antibody structural constraints, to design immunogens to selectively elicit wide-spectrum antibodies against this family of coronaviruses. Taken together, hers represents a career of exceptionally sustained creativity and impact, fusing basic research and medically applicable science at the highest level.

Björkman’s recent work has been boldly innovative in designing more potent approaches to overcome viral defenses. Her studies on HIV illuminated the importance of antibodies that recognize invariant parts of the viral surface proteins. However, viral surface proteins often fold so that the immune system primarily detects parts that are easy for the virus to mutate without reducing its fitness. To overcome this, Björkman invented a new way to select positively for antibodies that target features conserved between different viral strains by exploiting the obligate dimer property of antibody structures. This innovative work represents a conceptual breakthrough and should potentially be much broader in application. Pamela Björkman’s work provides a glimpse of a new rational design strategy for future vaccines to deal with humanity’s greatest immunization challenges.

 

מרדכי (מוטי) הייבלום

חתן פרס וולף בפיזיקה 2025

מרדכי (מוטי) הייבלום

 

שייכות בעת הענקת הפרס:

מכון ויצמן למדע, ישראל

 

נימוק למתן הפרס:

“על תרומתם להבנת התכונות הייחודיות של מערכות אלקטרונים דו-ממדיות בשדות מגנטיים חזקים”.

 

שותפים לפרס:

מרדכי הייבלום

ג’ייננדרה ג’אין

ג’יימס אייזנשטיין

 

מרדכי (מוטי) הייבלום (1947 ,ישראל) פיזיקאי ומהנדס חשמל, קיבל תואר ראשון בטכניון בשנת 1973 , תואר שני באוניברסיטת קרנגי מלון, ארה”ב בשנת 1974 , ותואר דוקטור בשנת 1978 מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי. כולם בהנדסת חשמל. את הקריירה שלו החל במרכז המחקר תומאס ג’יי ווטסון של IBM , שם עבד במשך 12 שנים. בשנת 1990 שב הייבלום לישראל כדי להקים את המרכז התת-מיקרוני למחקר התקני מוליכים- למחצה ממוזערים במכון ויצמן למדע, בו הוא משמש כמנהל מאז היווסדו. בנוסף, הוא ייסד ועמד בראש המחלקה לפיזיקת חומר מעובה, והוא מכהן בקתדרה על שם אלכס ואידה סוסמן למחקרים תת-מיקרונים.

שלושת הזוכים הובילו להבנה מעמיקה של אפקט הול הקוונטי השברי. תופעה זו, (שזיכתה את מגליה בפרס נובל), מתרחשת בשכבת אלקטרונים דקה שעליה פועל שדה מגנטי חזק: הזרם החשמלי נראה כאילו הוא נישא על ידי חלקיקים שמטענם החשמלי הוא שבר של מטען האלקטרון.

ד”ר ג’אין פיתח מסגרת תאורטית להבנה אינטואיטיבית של התופעה, כאשר הציג את החלקיק בעל המטען ״השבור״ כ״פרמיון מרוכב״: אלקטרון המחובר לגליל דמיוני בו כלוא שטף מגנטי. הרעיון המהפכני של ד״ר ג’אין-מערכת שבה מספר רב של אלקטרונים שביניהם אינטראקציות חזקות יכולה להיות מתוארת על ידי חלקיקים מרוכבים שביניהם אינטראקציות חלשות- מסבירה במלואה את תופעת הול השברית. חלקיקים מרוכבים אלו ידועים כיום כ״מצבי ג’אין״. חישובים שנעשו במסרגת התאורטית התאימו להפליא לתוצאות מחקרים נומריים והסבירו תוצאות ניסיוניות, במיוחד של ניסויים (שבהם צפיפות האלקטרונים התאימה לערך השברי 5/2) שמצאו התנהגות הדומה במידת-מה לזו של מוליך-על.
ד”ר הייבלום הוביל את חקר חלקיקים אקזוטיים אלה במעבדה. באמצעות פיתוח חומרים (חצאי-מוליכים) בדרגת ניקיון גבוהה במיוחד ושימוש בטכניקות של התאבכות אלקטרונית, סיפקה הקבוצה של הייבלום עדויות ישירות לקיומו של מטען שברי ואימתה מספר תחזיות יסודיות, כמו הסטטיסטיקה האנומלית (זו שנמצאת בין הסטטיסטיקה של פרמיונים לזו של הבוזונים). ניסוי מרכזי בקבוצתו של הייבלום גילה במפתיע הולכת חום מקוונטטת בחומר בו צפיפות האלקטרונים מתאימה לערך השברי 5/2 . הניסוי הזה מאשש את התחזית כי הפרמיונים המרוכבים הינם פרמיוני מאיורנה בעלי המטען השבור, שלהם השלכות אפשריות על מחשוב קוונטי.
ד”ר אייזנשטיין היה שותף לגילוי מצב הול הקוונטי השברי המתאים לערך 5/2 , והמשיך לחקור פאזות אקזוטיות של מערכות אלקטרונים דו-ממדיות. מחקריו כוללים גילוי של מצב אנאיזוטרופי שבו ההתנגדות הנמדדת לאורך כיוון מסוים גדולה באופן משמעותי מההתנגדות בכיוון המאונך לו, תופעה המזכירה גביש נוזלי. השיטות שפיתח ד”ר אייזנשטיין להפרדת שכבות מגע של אלקטרונים בודדים, אפשרו להבין את התנועה המתואמת של זוגות אלקטרון-חור בשתי השכבות. באופן כזה הוא ראה בניסוי את עיבוי בוז-איינשטיין, תצפית פורצת דרך בתחומה.
הענקת פרס וולף לשנת 2025 לשלושת הפיזיקאים האלה מהווה הכרה בתרומותיהם יוצאות הדופן לחקר חומרים קוונטיים, והשפעותיהן מרחיקות הלכת על טכנולוגיות קוונטיות מתפתחות.

הלמוט שוורץ

חתן פרס וולף בכימיה 2025

הלמוט שוורץ

 

שייכות בעת הענקת הפרס:

האוניברסיטה הטכנית של ברלין, גרמניה

 

נימוק למתן הפרס:

“על אפיון כמותי של חומרי ביניים פעילים בפאזה הגזית כדי לפתור בעיות עקרוניות בקטליזה”.

 

שותפים לפרס:

ללא שותפים

 

הלמוט שוורץ (1943 , גרמניה) למד כימיה באוניברסיטה הטכנולוגית בברלין (TUB) שם השלים את עבודת הדוקטורט שלו בשנת 1972 בהנחיית פרדיננד בוהלמן. לאחר שהשלים את הפוסט דוקטורט שלו בשנת 1974 במכון הטכנולוגי של מסצ’וסטס ובאוניברסיטת קיימברידג’, מונה לפרופסור ב- TUB בשנת 1978 . שוורץ שימש כסגן נשיא הקרן הגרמנית למחקר (2001 – 2007), כנשיא האקדמיה הלאומית למדעים הגרמנית לאופולדינה (2010 – 2015), וכנשיא קרן אלכסנדר פון הומבולדט (2008 – 2017).
הכימיה עוסקת בראש ובראשונה באטומים ובאופן שבו הם מסתדרים במולקולות, אך הנושא החשוב יותר הוא האופן שבו הסידור המרחבי של האטומים במולקולה משפיע על פעילותם הכימית. למרות שחוקרים רבים ניסו להתמודד עם הבעיה הזאת, היא נשארה בלתי פתורה עד למחקריו פורצי הדרך של פרופ’ הלמוט שוורץ.
פרופסור שוורץ הצליח להסביר כיצד תגובות כימיות פועלות ברמה הבסיסית ביותר, במיוחד תגובות שבהן משתתפים אטומי מתכת ומולקולות גזיות. עבודתו מסבירה כיצד מולקולות אינרטיות לכאורה, כגון מתאן (גז טבעי) ופחמן דו-חמצני, משתתפות בתגובות כימיות. לתגליות הללו חשיבות מעשית מכיוון שהן מאפשרות פיתוח תהליכים חדשים לייצור דלקים, להפחתת זיהום, ואפילו להתמודדות עם משבר האקלים. כדי להתמודד עם השאלות הבסיסיות הללו, פיתח שוורץ כלים ושיטות מחקר חדשות, כולל טכניקות מתקדמות בספקטרומטרית מסות. הטכניקות הללו מאפשרות כיום למדענים לעקוב אחרי התנהגותם של אטומים ומולקולות במהלך תגובות כימיות, באופן שמזכיר צילום וידיאו בהילוך איטי. עבודתו של הלמוט שוורץ הדגימה כיצד אנו יכולים להשתמש בכימיה כדי לפתור בעיות עצומות, כמו יצירת מקורות אנרגיה ברי קיימא והפחתת פליטת גזי חממה, תוך העמקת הידע שלנו כיצד הטבע פועל ברמה מולקולרית.

תרומותיו של שוורץ אפשרו לזהות חלקים בקטליזטורים, אשר אחראים להגברת יעילותם. תובנות אלו סללו את הדרך לפיתוח קטליזטורים “מותאמים אישית” המשמשים בתעשייה הכימית לייצור אנרגיה נקייה וכימיקלים משופרים. עבודתו של הלמוט שוורץ הדגימה כיצד כימאים יכולים להתמודד עם אתגרים אדירים, כגון יצירת מקורות אנרגיה ברי קיימא והפחתת פליטת גזי חממה, תוך העמקת הידע שלנו כיצד פועל הטבע ברמה מולקולרית. שוורץ היה הראשון לחשוף את התפקיד המובהק של המבנה האלקטרוני בעת הפעלת קשרי C-H באופן סלקטיבי, בתיווך אטומי מתכת. הוא הדגים את קיומם של מחזורים קטליטיים בכימיה של יוני גז, וסיפק דוגמאות משכנעות לתפקיד המכריע של אפקטים יחסותיים. מעבודתו זו בגזים של תחמוצות מתכות דו-אטומיות “עירומות”, נוצר המושג “ריאקטיביות דו-מצבית,” שהפך לאחד מעמודי התווך בהבנת המנגנונים המסקרנים של חמצון קשרי C-H בתיווך האנזים P-450 . בשנים האחרונות, התמקדו מחקריו בהבנת ההפעלה הסלקטיבית של קשרי C-H אינרטיים, בעיקר מתאן, לצורך הפיכת פחמימנים למוצרים בעלי ערך מוסף באופן ידידותי לסביבה.

הוא התמודד עם האתגר של קטליזה מבוססת אטום בודד (SAC), שהוא אתגר מורכב בכימיה קונבנציונלית, אך פשוט יותר בפאזה גזית, שבה ניתן לבחון התנגשות יחידה ללא השפעות משניות כמו סולבציה, אגרגציה ונוכחות של יונים שונים.
הוא שילב מחקרים ניסיוניים עם חישובים קוונטו-מכניים כדי לחקור כיצד גורמים כמו גודל וממדיות של צביר, סטוכיומטריה, מצב חמצון, מידת הרוויה הקואורדינטיבית, מצב צבירה או מטען משפיעים על התהליך הכימי.
תהליך DEGUSSA שבאמצעותו ניתן לייצר HCN מאמוניה ומתאן בקטליזה של פלטינה, מספק דוגמה משכנעת לאופן שבו השיטות של שוורץ, המבוססות על ספקטרומטריית מסה, משפיעות על תהליכים תעשייתיים. לאחרונה הצליח שוורץ לייצר אשכולות של תחמוצות הטרונוקלאריות המציגות שילוב ייחודי של פעילות וסלקטיביות מוגברות. הוא מצא כי ספיחה סלקטיבית על יונים באשכול נתון מאפשרת לכוון תהליכים כימיים כרצוננו, כאשר ספקטרוסקופית היונים מזהה את האטומים המשמעותיים באתר הפעיל של הזרז. מחקרים אלה פותחים תחום חדש בכימיה שבו ניתן לזהות את חשיבותו של כל אטום בתהליך.

ג’יימס אייזנשטיין

חתן פרס וולף בפיזיקה 2025

ג’יימס אייזנשטיין

 

שייכות בעת הענקת הפרס:

קאלטק (Caltech), ארה”ב

 

נימוק למתן הפרס:

“על תרומתם להבנת התכונות הייחודיות של מערכות אלקטרונים דו-ממדיות בשדות מגנטיים חזקים”.

 

שותפים לפרס:

ג’יימס אייזנשטיין

ג’ייננדרה ג’אין

מרדכי הייבלום

 

ג’יימס אייזנשטיין (1952 , ארה”ב) קיבל תואר ראשון באוניברסיטת אוברלין, ארה”ב בשנת 1974 והשלים דוקטורט בפיזיקה באוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, בשנת 1980 . לאחר ששימש כמרצה באוניברסיטת ויליאמס, הצטרף למעבדות בל בשנת 1983 כחבר בצוות הטכני. בשנת 1996 קיבל משרת סגל במכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech) והפך לפרופסור לפיזיקה ופיזיקה יישומית ע”ש פרנק ג’יי. רושק בשנת 2005 . הוא פרש כפרופסור אמריטוס בשנת 2018 וסיים את מחקריו הניסיוניים בשנת 2021 . אייזנשטיין תרם לוועדות רבות של המועצה הלאומית למחקר בארצות הברית, כולל ועדת מדעי המצב המוצק והוועדה לפיזיקה ואסטרונומיה. בנוסף, שימש כעורך משנה בכתב העת Annual Review of Condensed Matter Physics בין השנים 2014 ל- 2017 .

שלושת הזוכים הובילו להבנה מעמיקה של אפקט הול הקוונטי השברי. תופעה זו, (שזיכתה את מגליה בפרס נובל), מתרחשת בשכבת אלקטרונים דקה שעליה פועל שדה מגנטי חזק: הזרם החשמלי נראה כאילו הוא נישא על ידי חלקיקים שמטענם החשמלי הוא שבר של מטען האלקטרון.

ד”ר ג’אין פיתח מסגרת תאורטית להבנה אינטואיטיבית של התופעה, כאשר הציג את החלקיק בעל המטען ״השבור״ כ״פרמיון מרוכב״: אלקטרון המחובר לגליל דמיוני בו כלוא שטף מגנטי. הרעיון המהפכני של ד״ר ג’אין-מערכת שבה מספר רב של אלקטרונים שביניהם אינטראקציות חזקות יכולה להיות מתוארת על ידי חלקיקים מרוכבים שביניהם אינטראקציות חלשות- מסבירה במלואה את תופעת הול השברית. חלקיקים מרוכבים אלו ידועים כיום כ״מצבי ג’אין״. חישובים שנעשו במסרגת התאורטית התאימו להפליא לתוצאות מחקרים נומריים והסבירו תוצאות ניסיוניות, במיוחד של ניסויים (שבהם צפיפות האלקטרונים התאימה לערך השברי 5/2) שמצאו התנהגות הדומה במידת-מה לזו של מוליך-על.
ד”ר הייבלום הוביל את חקר חלקיקים אקזוטיים אלה במעבדה. באמצעות פיתוח חומרים (חצאי-מוליכים) בדרגת ניקיון גבוהה במיוחד ושימוש בטכניקות של התאבכות אלקטרונית, סיפקה הקבוצה של הייבלום עדויות ישירות לקיומו של מטען שברי ואימתה מספר תחזיות יסודיות, כמו הסטטיסטיקה האנומלית (זו שנמצאת בין הסטטיסטיקה של פרמיונים לזו של הבוזונים). ניסוי מרכזי בקבוצתו של הייבלום גילה במפתיע הולכת חום מקוונטטת בחומר בו צפיפות האלקטרונים מתאימה לערך השברי 5/2 . הניסוי הזה מאשש את התחזית כי הפרמיונים המרוכבים הינם פרמיוני מאיורנה בעלי המטען השבור, שלהם השלכות אפשריות על מחשוב קוונטי.
ד”ר אייזנשטיין היה שותף לגילוי מצב הול הקוונטי השברי המתאים לערך 5/2 , והמשיך לחקור פאזות אקזוטיות של מערכות אלקטרונים דו-ממדיות. מחקריו כוללים גילוי של מצב אנאיזוטרופי שבו ההתנגדות הנמדדת לאורך כיוון מסוים גדולה באופן משמעותי מההתנגדות בכיוון המאונך לו, תופעה המזכירה גביש נוזלי. השיטות שפיתח ד”ר אייזנשטיין להפרדת שכבות מגע של אלקטרונים בודדים, אפשרו להבין את התנועה המתואמת של זוגות אלקטרון-חור בשתי השכבות. באופן כזה הוא ראה בניסוי את עיבוי בוז-איינשטיין, תצפית פורצת דרך בתחומה.
הענקת פרס וולף לשנת 2025 לשלושת הפיזיקאים האלה מהווה הכרה בתרומותיהם יוצאות הדופן לחקר חומרים קוונטיים, והשפעותיהן מרחיקות הלכת על טכנולוגיות קוונטיות מתפתחות.

ג’פרי דאנגל

חתן פרס וולף בחקלאות 2025

ג’פרי דאנגל

 

שייכות בעת הענקת הפרס:

אוניברסיטת קרוליינה הצפונית בצ’אפל היל, HHMI, ארה”ב

 

נימוק למתן הפרס:

“על תגליות פורצות דרך במערכת החיסון ובעמידות למחלות בצמחים”.

 

שותפים לפרס:

ג’פרי דאנגל

ג’ונתן ג’ונס

בריאן סטצקביץ

 

ג’פרי דאנגל (1957, ארה”ב), פרופסור לביולוגיה וחוקר במכון הרפואי הווארד יוז באוניברסיטת צפון קרוליינה בצ’אפל היל. דאנגל קיבל תואר ראשון בספרות מודרנית באוניברסיטת סטנפורד (1980), תואר שני במדעי החיים באוניברסיטת סטנפורד (1981), ודוקטורט במחלקה לגנטיקה בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת סטנפורד בשנת 1986, עבור מחקריו על נוגדנים חד-שבטיים כימריים מהונדסים גנטית במעבדתו של פרופ’ לאונרד א. הרצנברג.

צמחים רגישים למגוון רחב של פתוגנים, כולל פטריות, חיידקים ונגיפים, אשר עלולים לגרום לאובדן יבול משמעותי ולסכן את אספקת המזון העולמית. במשך שנים היה ידוע כי בתוך אותו מין צמחי קיימת שונות בעמידות למחלות, הנובעת מהימצאות אללים דומיננטיים בגנים המקנים עמידות. השערת ה”גֶן-לגֶן” משנות ה-40 של המאה ה-20 הציעה כי מרכיבי גנים לעמידות בצמחים מתקשרים עם מוצרי גנים לאַלימות פתוגנית. עם זאת, טבעם ותפקודם של הגנים לעמידות בצמחים נותרו בלתי מפוענחים עד אמצע שנות ה-90.

מרבית הידע הקיים כיום על מערכת החיסון בצמחים נובע מתגליותיהם פורצות הדרך של ג’פרי דנגל, ג’ונתן ג’ונס ובריאן סטסקביץ’. סטסקביץ’ היה הראשון לזהות גן חיידקי לאַלימות, ובכך סיפק עדות מולקולרית מכרעת התומכת בתיאוריה של “גֶן-לגֶן”. תגלית זו, לצד עבודתם המקבילה של ג’ונס ודנגל, סללה את הדרך לחקר החיסון בצמחים. סטסקביץ’ היה גם הראשון להראות שחלבוני אַלימות חיידקיים עשויים למלא תפקיד בווירולנטיות בתוך תא הצמח.

ג’ונס היה הראשון לשבט גנים לעמידות בצמחים המקודדים לקולטני חיסון על פני קרום התא האאוקריוטי, ושלושתם זיהו מספר קולטנים חיסוניים תוך-תאיים. ג’ונס ודנגל גילו באופן עצמאי את המנגנונים להפעלת קולטנים חיסוניים באמצעות זיהוי עקיף של חלבוני אַלימות פתוגניים, הן על ידי קולטנים חיסוניים חוץ-תאיים והן על ידי קולטנים תוך-תאיים. גילוי חלבוני אַלימות פתוגניים וקולטני החיסון בצמחים הביא להבנה עמוקה יותר של תהליך ההפעלה של קולטנים אלה בעת זיהוי פתוגנים, וכן חשף את מסלולי האיתות התאיים המופעלים בעקבותיהם.

מאמר סקירה מכונן שהתפרסם בשנת 2006 בכתב העת Nature  מאת דנגל וג’ונס הציג לראשונה מודל מפורט של מערכת החיסון בצמחים, אשר הפך למודל יסוד בתחום, ומופיע כיום בספרי הלימוד. בשנת 2024, במאמר סקירה נוסף שהתפרסם בכתב העת Cell,  סיכמו ג’ונס, דנגל וסטסקביץ’ חמישה עשורים של תגליות בחקר החיסון הצמחי. תרומתם המשולבת עיצבה במידה רבה את הבנתנו הנוכחית בתחום והובילה לפיתוח אסטרטגיות ממוקדות לשיפור עמידות ולהתמודדות עם מגוון רחב של מחלות בצמחים.

 

ג’ונתן ג’ונס

חתן פרס וולף בחקלאות 2025

ג’ונתן ג’ונס

 

שייכות בעת הענקת הפרס:

מעבדת סיינסברי, אנגליה

 

נימוק למתן הפרס:

“על תגליות פורצות דרך במערכת החיסון ובעמידות למחלות בצמחים”.

 

שותפים לפרס:

ג’ונתן ג’ונס

ג’פרי דאנגל

בריאן סטצקביץ

ג’ונתן ג’ונס (1954, אנגליה), מאז 1988 הוא חוקר במעבדות על שם סיינסברי בקיימברידג’, בריטניה, שם כיהן פעמיים כראש המעבדה, וכן פרופסור באוניברסיטת מזרח אנגליה (UEA). ג’ונס קיבל תואר ראשון בבוטניקה באוניברסיטת קיימברידג’ (1976) ודוקטורט בגנטיקה של צמחים באוניברסיטת קמברידג’ (1980). לאחר הפוסט-דוקטורט על קיבוע חנקן סימביוטי בהנחיית פרד אוסובל באוניברסיטת הרווארד (1981–1982), עבד ב-AGS באוקלנד, קליפורניה, שם שיתף פעולה עם הוגו דונר במחקר על טרנספוזונים בתירס וטבק, בנוסף משמש ג’ונס כיועץ למרכז דנפורת ולקרן 2Blades .

צמחים רגישים למגוון רחב של פתוגנים, כולל פטריות, חיידקים ונגיפים, אשר עלולים לגרום לאובדן יבול משמעותי ולסכן את אספקת המזון העולמית. במשך שנים היה ידוע כי בתוך אותו מין צמחי קיימת שונות בעמידות למחלות, הנובעת מהימצאות אללים דומיננטיים בגנים המקנים עמידות. השערת ה”גֶן-לגֶן” משנות ה-40 של המאה ה-20 הציעה כי מרכיבי גנים לעמידות בצמחים מתקשרים עם מוצרי גנים לאַלימות פתוגנית. עם זאת, טבעם ותפקודם של הגנים לעמידות בצמחים נותרו בלתי מפוענחים עד אמצע שנות ה-90.

מרבית הידע הקיים כיום על מערכת החיסון בצמחים נובע מתגליותיהם פורצות הדרך של ג’פרי דנגל, ג’ונתן ג’ונס ובריאן סטסקביץ’. סטסקביץ’ היה הראשון לזהות גן חיידקי לאַלימות, ובכך סיפק עדות מולקולרית מכרעת התומכת בתיאוריה של “גֶן-לגֶן”. תגלית זו, לצד עבודתם המקבילה של ג’ונס ודנגל, סללה את הדרך לחקר החיסון בצמחים. סטסקביץ’ היה גם הראשון להראות שחלבוני אַלימות חיידקיים עשויים למלא תפקיד בווירולנטיות בתוך תא הצמח.

ג’ונס היה הראשון לשבט גנים לעמידות בצמחים המקודדים לקולטני חיסון על פני קרום התא האאוקריוטי, ושלושתם זיהו מספר קולטנים חיסוניים תוך-תאיים. ג’ונס ודנגל גילו באופן עצמאי את המנגנונים להפעלת קולטנים חיסוניים באמצעות זיהוי עקיף של חלבוני אַלימות פתוגניים, הן על ידי קולטנים חיסוניים חוץ-תאיים והן על ידי קולטנים תוך-תאיים. גילוי חלבוני אַלימות פתוגניים וקולטני החיסון בצמחים הביא להבנה עמוקה יותר של תהליך ההפעלה של קולטנים אלה בעת זיהוי פתוגנים, וכן חשף את מסלולי האיתות התאיים המופעלים בעקבותיהם.

מאמר סקירה מכונן שהתפרסם בשנת 2006 בכתב העת Nature  מאת דנגל וג’ונס הציג לראשונה מודל מפורט של מערכת החיסון בצמחים, אשר הפך למודל יסוד בתחום, ומופיע כיום בספרי הלימוד. בשנת 2024, במאמר סקירה נוסף שהתפרסם בכתב העת Cell,  סיכמו ג’ונס, דנגל וסטסקביץ’ חמישה עשורים של תגליות בחקר החיסון הצמחי. תרומתם המשולבת עיצבה במידה רבה את הבנתנו הנוכחית בתחום והובילה לפיתוח אסטרטגיות ממוקדות לשיפור עמידות ולהתמודדות עם מגוון רחב של מחלות בצמחים.

Mordehai (Moty) Heiblum

Wolf Prize Laureate in Physics 2025

Mordehai (Moty) Heiblum

Affiliation at the time of the award:

The Weizmann Institute of Science, Israel

Award citation:

“For advancing our understanding of the surprising properties of two-dimensional electron systems in strong magnetic fields”.

Prize share:

Mordehai Heiblum

Jainendra K. Jain

James P. Eisenstein

Mordehai (Moty) Heiblum (1947, Israel) is a physicist and electrical engineer, he graduated from the Technion (B.Sc., 1973) and Carnegie Mellon University (M.Sc., 1974) before earning his Ph.D. in 1978 at UC Berkeley. He began his career at the IBM Thomas J. Watson Research Center, where he worked for 12 years. In 1990, Heiblum returned to Israel to establish the Joseph H. and Belle R. Braun Center for Submicron Research at the Weizmann Institute, where he has served as director since its inception. He also founded and directed the Department of Condensed Matter Physics and holds the Alex and Ida Sussman Professorial Chair of Submicron Studies.

The three awardees have profoundly transformed our understanding of the fractional quantum Hall effect, (a Nobel prize-winning phenomenon) in which a thin layer of electrons in a magnetic field behaves as if the electrical current is carried by particles charged with a fraction of the electron charge.
A powerful and intuitively appealing way to understand these particles was developed by Dr. Jain, who introduced the concept of a composite fermion: a particle formed by binding an electron to a magnetic flux tube. The idea that large numbers of strongly interacting electrons behave as weakly interacting composite particles explains the intricate sequence of fractional quantum Hall states observed in the laboratory, now known as the Jain states. The composite fermion theory has provided quantitatively precise agreement with numerical studies, and it has predicted and explained experiments that find behavior reminiscent of a superconductor at special values (filling fraction 5/2) of the electron density.
Dr. Heiblum pioneered the exploration of these exotic particles in the laboratory. By developing ultra-high-purity materials and electron interferometry techniques, Heiblum’s group could provide concrete evidence for the fractional charge and verify fundamental predictions, including the anomalous statistics (intermediate between that of fermions and bosons). A milestone experiment was the observation of half-integer quantized thermal conductance at filling fraction 5/2, confirming the prediction that the corresponding composite fermions are Majorana fermions, and with potential implications for quantum computation.
Dr. Eisenstein co-discovered the fractional quantum Hall state at filling factor 5/2 and went on to explore exotic phases of two-dimensional electron systems. This includes an anisotropic state where the resistance probed along one direction is much larger than the resistance along the perpendicular direction, reminiscent of a liquid crystal. Eisenstein’s development of methods to separately contact individual electron layers enabled the study of the correlated motion of electron-hole pairs in the two layers, with the breakthrough observation of their Bose-Einstein condensation.
The award of the 2025 Wolf prize to these three physicists honors their extraordinary contributions to the exploration of quantum matter, with far-reaching impact on emerging quantum technologies.

Jonathan D. G. Jones

Wolf Prize Laureate in Agriculture 2025

Jonathan D. G. Jones

 

Affiliation at the time of the award:

The Sainsbury Laboratory, England

 

Award citation:

“For groundbreaking discoveries of the immune system and disease resistance in plants”.

 

Prize share:

Jonathan Jones

Jeffery Dangl

Brian Staskawicz

 

Jonathan D. G. Jones (1954, England) is a plant molecular geneticist renowned for his pioneering contributions to understanding plant immunity and pathogen resistance mechanisms. Jones graduated from Cambridge University with a degree in Botany (1976) and a PhD (1980) from the Cambridge Genetics Department and the Plant Breeding Institute. Following postdoctoral research on symbiotic nitrogen fixation with Fred Ausubel at Harvard (1981–1982), he worked at AGS in Oakland, California, where he collaborated with Hugo Dooner on maize transposons in tobacco. Since 1988, he has been at the Sainsbury Laboratory in Norwich, UK, serving twice as Head of the institute.  Jones is also a professor at the University of East Anglia (UEA) and an advisor to the Danforth Center and the 2Blades Foundation.

Plants are susceptible to various pathogens including fungi, bacteria and viruses. This can lead to significant yield losses and threaten the global food supply. For years, it was recognized that individuals within the same plant species exhibit varying disease resistance levels due to dominant alleles at resistance genes. The “gene-for-gene” hypothesis from the 1940s suggested plant disease resistance gene products interact with pathogen avirulence-gene products. However, the nature of, and functions encoded by, plant disease resistance genes remained unknown until the mid 1990s.

Much of our current knowledge of the plant immune system stems from the groundbreaking discoveries made by Jeffery Dangl, Jonathan Jones, and Brian Staskawicz. Staskawicz identified the first bacterial avirulence effector gene, providing crucial molecular evidence supporting the “gene-for-gene” theory. This discovery, alongside parallel work by Jones and Dangl, opened up the field of plant immunity. Staskawicz was also the first to show that bacterial avirulence proteins can have virulence functions inside the plant cell. Jones was the first to clone plant resistance genes that encode eukaryotic cell surface immune receptors, and all three identified multiple intracellular immune receptors. Jones and Dangl independently uncovered mechanisms by which immune receptors are activated through the indirect recognition of pathogen-effector proteins by extracellular and intracellular immune receptors, respectively. The discovery of pathogen effector proteins and plant immune receptors helped illuminate how these receptors are activated upon pathogen detection and helped reveal the downstream signaling pathways.

A landmark 2006 Nature review by Dangl and Jones provided the first detailed, and now textbook, model of the plant immune system. In a 2024 review in Cell, Jones, Dangl, and Staskawicz summarized fifty years of discoveries in plant immunity Their combined contributions significantly shaped our current understanding of the field, leading to targeted strategies to enhance resistance and to control a broad spectrum of plant diseases.