Metade do prêmio, de
10 milhões de coroas suecas, foi para o físico Giorgio Parisi, teórico dos
sistemas complexos. A outra metade foi dividida entre Syukuro Manabe e Klaus
Hasselmann, por um modelo físico do clima da Terra. As láureas em Química,
Literatura e Paz serão entregues ainda nesta semana.
Por Lara Pinheiro, g1
05/10/2021 06h49 Atualizado há 2
semanas
Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann e Giorgio Parisi são os ganhadores do Prêmio Nobel 2021 em Física, anunciou a Academia Real das Ciências da Suécia nesta terça-feira (5), pelas contribuições inovadoras para a nossa compreensão de sistemas físicos complexos.
Os vencedores dividirão o prêmio, que totaliza 10 milhões de coroas
suecas (cerca de R$ 6,1 milhões). Metade do prêmio será dividido
por Syukuro Manabe e Klaus Hasselmann, por um modelo físico do clima
da Terra, quantificando a variabilidade e prevendo com
segurança o aquecimento global.
A outra metade irá para Giorgio Parisi, por
suas "soluções teóricas para uma vasta gama de problemas na teoria de
sistemas complexos".
As descobertas
Todos os três vencedores contribuíram para o entendimento dos sistemas físicos complexos – que podem ter um
número enorme de componentes ou serem governados pelo acaso. Um exemplo desse
tipo de sistema é o clima da Terra.
Syukuro
Manabe, da Universidade de Princeton, nos Estados
Unidos, demonstrou como o aumento das concentrações de dióxido de carbono
na atmosfera leva ao aumento da temperatura na superfície da Terra.
Ele descobriu que, quando o nível de CO2 na atmosfera dobrava, a
temperatura global aumentava mais de 2ºC.
Foto de 2018 mostra Syukuro Manabe,
da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, vencedor do Nobel de Física
2021. Ele demonstrou como o aumento das concentrações de dióxido de carbono na
atmosfera leva ao aumento da temperatura na superfície da Terra. — Foto: Johan
Nilsson/TT News Agency via Reuters
Na década de 1960, Manabe liderou o desenvolvimento de modelos físicos
do clima da Terra e foi a primeira pessoa a explorar a interação entre o balanço
de radiação e o transporte vertical de massas de ar. Seu trabalho lançou as
bases para o desenvolvimento de modelos climáticos.
Cerca de dez anos depois, Klaus Hasselmann, do Instituto
Max Planck de Meteorologia, em Hamburgo, na Alemanha,
criou um modelo que liga o tempo e o clima – respondendo, assim, à
pergunta de por que os modelos climáticos podem ser confiáveis apesar de o
tempo ser mutável e caótico.
Cientista Klaus Hasselmann posa para uma foto em sua casa em Hamburgo, na Alemanha, depois de ganhar o Nobel de Física de 2021, no dia 5 de outubro. — Foto: Fabian Bimmer/Reuters
Ele também desenvolveu métodos para identificar sinais específicos –
"impressões digitais" – que fenômenos naturais e atividades humanas
imprimem no clima. Seus métodos têm sido usados para provar que o
aumento da temperatura na atmosfera é devido às emissões humanas de dióxido de
carbono.
Na avaliação do comitê, Manabe e Hasselmann "contribuíram para o
maior benefício para a humanidade, no espírito de Alfred Nobel, fornecendo uma
base física sólida para nosso conhecimento do clima da Terra".
"Não podemos mais dizer que não sabíamos – os modelos climáticos
são inequívocos. A Terra está esquentando? Sim. A causa é o aumento da
quantidade de gases de efeito estufa na atmosfera? Sim. Isso pode ser explicado
apenas por fatores naturais? Não. As emissões da humanidade são a razão para o
aumento da temperatura? Sim", diz o comitê em uma explicação sobre as
pesquisas no site.
Ordem na desordem
Giorgio Parisi, vencedor do Prêmio
Nobel de Física 2021 — Foto: Remo Casilli via Reuters
O terceiro laureado, Giorgio Parisi, da Universidade Sapienza de Roma, na Itália,
ficou com metade do prêmio sozinho (5 milhões de coroas suecas, cerca de R$ 3,1
milhões). A descoberta dele é do campo da física teórica – e
um pouco mais complexa de entender.
Veja, a seguir, o exemplo que o comitê do Nobel deu para explicar a
contribuição do físico para a área dos sistemas complexos:
- Imagine
as partículas em um gás. Elas podem ser consideradas como pequenas bolas,
voando a velocidades que aumentam com temperaturas mais altas.
- Quando
a temperatura cai ou a pressão aumenta, as bolas primeiro se condensam em
um líquido e, em seguida, em um sólido. Este sólido é geralmente
um cristal, em que as bolas são organizadas em um padrão regular.
- No
entanto, se essa mudança acontecer rapidamente, as
bolas podem formar um padrão irregular que não muda – mesmo se
o líquido for mais resfriado ou comprimido.
- Se o experimento for repetido, as bolas assumirão um novo padrão, apesar de a mudança ocorrer exatamente da mesma forma (veja na imagem abaixo). Por que os resultados são diferentes?
Se a mudança de temperatura acontecer rapidamente, as bolas podem formar um padrão irregular que não muda – mesmo se o líquido for mais resfriado ou comprimido. Se o experimento for repetido, as bolas assumirão um novo padrão, apesar de a mudança ocorrer exatamente da mesma forma Por que os resultados são diferentes? — Foto: Reprodução/The Nobel Prize
As bolas comprimidas são um modelo simples para vidro comum ou materiais
granulares, como areia ou cascalho.
O tema do trabalho de Parisi, entretanto, era um tipo diferente de
sistema – o vidro de spin (em inglês, "spin glass"). Este é um tipo
especial de liga metálica em que átomos de ferro, por exemplo, são misturados
aleatoriamente em uma grade de átomos de cobre.
Mesmo que haja apenas alguns átomos de ferro, eles mudam as propriedades
magnéticas do material: cada átomo de ferro se comporta
como um pequeno ímã (ou spin), que é afetado pelos outros átomos de ferro
próximos a ele.
Em um ímã comum, todos esses "spins" dentro dele apontam para a mesma direção, mas, em um vidro de spin, eles são "frustrados": alguns pares de ímãs querem apontar na mesma direção e outros na direção oposta – então, como eles encontram uma orientação ideal?
Na década de 1970, muitos físicos, incluindo vários ganhadores do Prêmio Nobel, procuraram uma maneira de descrever os vidros spin. Parisi foi o que conseguiu fazer isso, em 1979. Mesmo assim, foram necessários muitos anos para que sua solução fosse provada matematicamente correta.
"O que o Parisi fez foi tentar descrever macroscopicamente como
essas interações microscópicas entre os átomos funcionam. E isso se aplica a
vários outros sistemas – até grupos de passarinhos voando juntos", explica
o físico Leandro Tessler, professor do Instituto de Física Gleb Wataghin
(IFGW), da Unicamp.
"Quando pássaros voam em bando, todos querem estar na região
turbulenta, onde gastam menos energia ao bater as asas. Parisi mostrou que
considerando somente isso é possível prever a forma e tamanho dos bandos de
aves", explica Tessler.
Para o brasileiro, a descoberta é importante porque "permitiu que a gente entenda coisas muito profundas sobre o que chama de sistemas frustrados – sistemas que não conseguiram encontrar o mínimo de energia – aí entra o clima também. Qualquer sistema que por algum motivo não consegue atingir o seu mínimo de energia, a sua configuração mais estável, é descrita pelas equações do Parisi", conclui.
https://g1.globo.com/ciencia/noticia/2021/10/05/nobel-de-fisica-2021-vai-para-syukuro-manabe-klaus-hasselmann-e-giorgio-parisi.ghtml
