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PREMIO NOBEL DE FÍSICA 2021 SOBRE SISTEMAS FÍSICOS COMPLEJOS Y SU IMPACTO CLIMÁTICO

08 de Octubre del 2021 | 2 min lectura| RobertoAndrés
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El premio Nobel de Física 2021 fue otorgado al japonés Syukuro Manabe (90), el alemán Klaus Hasselmann (89) y el italiano Giorgio Parisi (73), tres científicos pioneros en el estudio de los sistemas físicos complejos, cuyos efectos pueden ir desde las escalas atómicas hasta las planetarias e incidir tanto en el comportamiento de los electrones como en el clima del planeta. De ahí la relevancia de estos estudios y las implicaciones de los sistemas complejos para el calentamiento global. El anuncio fue hecho este martes por el secretario de la Academia Sueca de Ciencia, Göran Hansson. El premio, así como los correspondientes a Medicina, Química y Literatura, se entregarán en la ceremonia del 8 de diciembre en Estocolmo.

Parisi fue premiado especialmente por el descubrimiento “de patrones ocultos en materiales complejos y desordenados”. Según la Academia Sueca, sus descubrimientos se encuentran entre las contribuciones más importantes a la teoría de sistemas complejos. Por su parte, Manabe y Hasselmann fueron galardonados por su aporte “fundamental” en la creación de los modelos climáticos. El japonés demostró cómo el aumento de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera conduce a un incremento de las temperaturas en la superficie de la Tierra, trabajo que sentó las bases para el desarrollo de los actuales modelos climáticos, mientras que el alemán fue pionero en la creación de modelos que vinculan la meteorología y el clima.

¿QUÉ SON LOS SISTEMAS FÍSICOS COMPLEJOS?

Los sistemas físicos complejos tienen una escala tanto atómica como planetaria. Su característica común es la de ser caóticos y desordenados, con un comportamiento que parece estar gobernado por el azar. Fue Parisi quien realizaría los primeros aportes a su estudio en la física, al analizar una aleación de metal llamada vidrio giratorio, en la que los átomos de hierro se mezclaban al azar en una rejilla de átomos de cobre. Y aunque solo había unos pocos átomos de hierro, cambiaban las propiedades magnéticas del material de una manera radical y desconcertante.

Parisi descubrió que reglas ocultas influyen en el comportamiento aparentemente aleatorio de los materiales sólidos y encontró una manera de describirlos matemáticamente. Esta física de los sistemas fuera del equilibrio, llevó en los últimos 50 o 60 años a la física hacia nuevas áreas con las que la gente no la asocia en general, como el cambio climático, la física de sistemas biológicos o el entrenamiento de redes neuronales.

EL CLIMA DE LA TIERRA COMO UN SISTEMA COMPLEJO

Uno de los grandes aportes de Manabe consistió en demostrar cómo el aumento de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera llevaba a un aumento de las temperaturas en la superficie de la Tierra. Así, en la década de 1960, coordinó el desarrollo de modelos físicos del clima de la Tierra y fue, además, la primera persona en explorar la interacción entre el balance de la radiación y el transporte vertical de masas de aire. De esta forma, su trabajo sentó las bases para el desarrollo de modelos climáticos actuales.

Una década más tarde, Hasselmann desarrolló un modelo que relaciona el tiempo y el clima, lo que explica que los modelos climáticos pueden ser fiables a pesar de que el tiempo es cambiante y caótico. También desarrolló métodos para identificar señales específicas que los fenómenos naturales y las actividades antrópicas imprimen en el clima. Sus métodos se han usado para probar que el aumento de temperatura en la atmósfera responde a las emisiones humanas de dióxido de carbono.

EL BALANCE DE ENERGÍA DE LA TIERRA

Según Inés Camilloni, especialista en cambio climático e investigadora del CONICET en el Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera (CIMA, CONICET-UBA), “los trabajos de Manabe y Hasselmann son fundamentales para la ciencia del cambio climático, porque permitieron desarrollar las bases de los modelos climáticos modernos. Por un lado, por la utilización de un parámetro, llamado forzamiento radiativo, que es una medida que permite conocer cómo se altera el balance de energía de la Tierra como resultado de acciones humanas o causas naturales. Por lo tanto, a partir de ese parámetro, se pueden cuantificar y entender las causas del cambio climático”.

“Además, estos modelos climáticos globales no solo constituyeron una herramienta fundamental para comprender los procesos, sino para cuantificar las consecuencias en la atmósfera de la concentración del dióxido de carbono y otros gases. Son las herramientas que usamos para estimar los cambios en la temperatura, precipitaciones, y de otras variables como consecuencia del aumento en la concentración en la atmósfera de gases provenientes de las acciones humanas”, agregó.
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