Nobel de Física vai para fenômenos complexos e modelagem climática

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/10/2021

Syukuro Manabe e Klaus Hasselmann dividiram metade do prêmio, enquanto Giorgio Parisi ficou com a outra metade.
[Imagem: RSAS/Nobel Prize]

Física dos fenômenos aleatórios

O Prêmio Nobel de Física de 2021 foi concedido a pesquisas que fizeram "contribuições inovadoras para a nossa compreensão dos sistemas complexos", segundo a Academia Real Sueca de Ciências.

O prêmio foi dividido em dois, com metade para a modelagem física do clima da Terra, quantificando a variabilidade e prevendo o aquecimento global de forma confiável, e a outra metade para a descoberta da interação da desordem e das flutuações em sistemas físicos que vão das escalas atômicas às planetárias.

A metade para a modelagem climática foi dividida entre Syukuro Manabe (nascido em 1931 em Shingu, no Japão), atualmente trabalhando na Universidade de Princeton, nos EUA, e Klaus Hasselmann (nascido em 1931 em Hamburgo, na Alemanha), atualmente no Instituto Max Planck de Meteorologia de Hamburgo.

A outra metade foi para Giorgio Parisi (nascido em 1948 em Roma, na Itália), atualmente professor na Universidade Sapienza de Roma.

Física de fenômenos complexos

Os três premiados fizeram estudos de fenômenos caóticos e aparentemente aleatórios. Esses sistemas complexos são caracterizados pela aleatoriedade e pela desordem, o que os torna particularmente difíceis de entender.

O Nobel deste ano reconhece as contribuições pioneiras e fundamentais para descrever esses sistemas complexos e prever seu comportamento a longo prazo.

Um sistema complexo de vital importância para a humanidade é o clima da Terra.

O modelo de Manabe foi o primeiro a explorar a interação entre a radiação e o transporte vertical das massas de ar, levando em conta a contribuição do calor liberado pelo ciclo da água.
[Imagem: Johan Jarnestad/RSAS]

Syukuro Manabe demonstrou como o aumento dos níveis de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera leva ao aumento da temperatura na superfície da Terra. Na década de 1960, ele liderou o desenvolvimento de modelos físicos do clima da Terra e sua equipe foi a primeira a explorar a interação entre o balanço da radiação e o transporte vertical de massas de ar. Esse trabalho lançou as bases para o desenvolvimento dos modelos climáticos atuais, já muito otimizados e que rodam em supercomputadores em todo o mundo.

O trabalho de Hasselmann foi crucial para distinguir as "impressões digitais" humanas das contribuições de fenômenos naturais para o aquecimento atmosférico.
[Imagem: Johan Jarnestad/RSAS]

Cerca de dez anos depois, Klaus Hasselmann e sua equipe criaram um modelo que associa o tempo e o clima, respondendo assim à pergunta de por que os modelos climáticos podem ser confiáveis apesar de o clima ser mutável e caótico. Eles também desenvolveram métodos para identificar sinais específicos, as chamadas impressões digitais, que os fenômenos naturais e as atividades humanas imprimem no clima. Esses métodos têm sido usados para provar que o aumento da temperatura na atmosfera é devido às emissões humanas de dióxido de carbono.

O gelo de spin foi usado por Parisi para desenvolver uma teoria dos fenômenos aleatórios que caracterizam a maioria dos sistemas complexos.
[Imagem: Johan Jarnestad/RSAS]

Por volta de 1980, Giorgio Parisi e seus alunos descobriram padrões ocultos em materiais complexos desordenados. Essas descobertas estão entre as contribuições mais importantes para a teoria dos sistemas complexos, tornando possível compreender e descrever muitos materiais e fenômenos diferentes e aparentemente aleatórios, não apenas na física, mas também em outras áreas muito diferentes, como matemática, biologia, neurociência e aprendizado de máquina.

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