Nobel de Física a tres científicos por sus contribuciones a la comprensión y predicción de los sistemas complejos

El meteorólogo japonés Syukuro Manabe, el físico alemán Klaus Hasselmann y el físico italiano Giorgio Parisi ganaron este martes el Premio Nobel de Física por "por sus innovadoras contribuciones a la comprensión de los sistemas físicos complejos", aquellos formados por diferentes partes que interactúan entre sí y van desde el fenómeno (turbulencia) que se produce cuando revolvemos una taza de café hasta el cambio climático.

La mitad del premio será compartida por Manabe y Hasselmann "por el modelado físico del clima de la Tierra, cuantificando la variabilidad y prediciendo de manera confiable el calentamiento global", en tanto que la otra mitad será para Parisi "por el descubrimiento de la interacción del desorden y las fluctuaciones en los sistemas físicos desde la escala atómica hasta la planetaria", informó la Real Academia de Ciencias de Suecia.

"El premio Nobel de este año es para tres científicos que realizaron importantes aportes en lo que se podría llamar la física del ruido o física de las fluctuaciones, que es una rama que tuvo un crecimiento enorme en los últimos 60 años y amplió el campo de la física a temas tan diversos como neurociencias o aprendizaje automático", indicó a Télam el doctor en física e investigador de Conicet Pablo Mininni.

El científico explicó que "la gente asocia la física con lo muy pequeño (átomos) o lo muy grande (estrellas, galaxias), pero uno de los grandes avances de la física de los últimos años fue la comprensión de los sistemas complejos que nos rodean como, por ejemplo, cómo el agua se convierte en hielo o cómo funciona un imán".

El investigador describió que "todos estos sistemas están conformados por muchos componentes que pueden interactuar entre sí y que están fuera de equilibrio; el funcionamiento de un sistema complejo no puede explicarse a partir de la descripción de sus partes, sino de la interacción de éstas".

En este sentido, el gran aporte de Syukuro Manabe al entendimiento de un sistema complejo fue demostrar cómo el aumento de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera conduce a un aumento de las temperaturas en la superficie de la Tierra.

Nacido en 1931 en Shingu, Japón, Manabe se doctoró en 1957 en la Universidad de Tokio y luego se graduó de Meteorólogo senior en la Universidad de Princeton, Estados Unidos.

En la década del 60, dirigió el desarrollo de modelos físicos del clima de la Tierra y fue la primera persona en explorar la interacción entre el balance de radiación y el transporte vertical de masas de aire.

Diez años después, Klaus Hasselmann creó un modelo que vinculó el tiempo y el clima, respondiendo así a la pregunta de por qué los modelos climáticos pueden ser fiables a pesar de que el tiempo es cambiante y caótico.

Hasselmann nació en 1931 en Hamburgo, Alemania, se doctoró también en 1957 de la Universidad de Göttingen y actualmente es profesor en el Instituto Max Planck de Meteorología en ese país.

El valor de sus aportes

"Los trabajos de Manabe y Hasselmann son fundamentales para la meteorología porque sentaron las bases para entender las consecuencias del aumento de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera a partir de modelos físico matemáticos", señaló a Télam la doctora en Ciencias de la Atmósfera e investigadora de Conicet Inés Camilloni.

Camilloni, quien es profesora de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEN) de la UBA e investigadora en el Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera (CIMA), explicó que "si bien muchas décadas antes de que Manabe y Hasselmann iniciaran sus trabajos se conocía que el dióxido de carbono era un gas de efecto invernadero, todavía no se podía cuantificar cuáles eran las consecuencias de las variaciones a partir de su concentración en la atmósfera".

Y continuó: "Cuando en la década del 50 se comenzaron a medir las variaciones en la concentración del dióxido de carbono en la atmósfera en el observatorio de Mauna Loa, Hawái, los trabajos que hicieron los ganadores del Nobel en el desarrollo de modelos climáticos fueron esenciales para poder estimar qué consecuencias habría sobre el clima y sobre otras variables del sistema climático".

"Sin estos estudios pioneros sería imposible calcular hoy, por ejemplo, cuánto será el incremento de la temperatura si el dióxido de carbono sigue aumentando", concluyó.

Alrededor de 1980, Giorgio Parisi descubrió patrones ocultos en materiales complejos desordenados.

Giorgio Parisi nació en 1948 en Roma, Italia y se doctoró en 1970 en la Universidad Sapienza de Roma donde actualmente es profesor.

"La gran contribución de Parisi fue entender cómo las fluctuaciones y el desorden forman parte de los sistemas físicos; él trabajo sobre varios sistemas pero el más importante fue uno que se llama 'vidrios del espín', que son modelos para sistemas magnéticos", describió Mininni, también profesor de la FCEN-UBA.

Y continuó "también trabajó en turbulencia -que suceden cuando revolvemos una cuchara en una taza de café o lo que notamos cuando vamos en un avión-, y en sistemas que van desde partículas subatómicas a escala cosmológica, es realmente muy variado lo que hizo; pero la gran pregunta que ayudó a contestar es: cuando tenemos un sistema que tiene una dinámica lenta y hay un montón de fluctuaciones y ruidos ¿éstos forman parte de la física del sistema o no?, y ¿cuán grande pueden ser las fluctuaciones y cuán relevantes son?".

El investigador, cuya especialidad son las turbulencias, detalló que un ejemplo concreto de aplicación de estas preguntas se pueden apreciar con el cambio climático.

"Hay quienes argumentan que el estado de la atmósfera cambia día a día, entonces se preguntan: ¿cómo sabemos si el aumento de la temperatura no tiene que ver con la propia dinámica del sistema y no con el efecto de los gases emitidos por la acción del hombre?; y la respuesta a esa pregunta sobre cuánto es ruido y cuánto es variabilidad del propio sistema tiene que ver con los avances en los estudios de sistemas complejos", explicó.