Nobel de Física 2021 para la comprensión de los sistemas complejos, como el clima

El Premio Nobel de Física 2021 se ha concedido “por las contribuciones pioneras a nuestra comprensión de los sistemas complejos” que han aportado tres investigadores. La mitad del galardón la comparten de forma conjunta Syukuro Manabe y Klaus Hasselmann “por la modelización física del clima de la Tierra, la cuantificación de la variabilidad y la predicción fiable del calentamiento global”, analizando la influencia humana en este proceso.

Ilustración de los galardonados, el japonés Syukuro Manabe, el alemán Klaus Hasselmann y el italiano Giorgio Parisi. / Nobel Prize

La otra mitad se concede a Giorgio Parisi “por el descubrimiento de la interacción del desorden y las fluctuaciones en los sistemas físicos desde la escala atómica a la planetaria”. Se premia sus revolucionarias contribuciones a la teoría de los materiales desordenados y los procesos aleatorios.

Los sistemas complejos se caracterizan por esa aleatoriedad y desorden, por lo que son difíciles de entender. El premio de este año reconoce los nuevos métodos para describirlos y predecir su comportamiento a largo plazo.

Un sistema complejo de vital importancia para la humanidad es el clima de la Tierra. Syukuro Manabe (Shingu-Japón, 1931) demostró cómo el aumento de los niveles de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera provoca un incremento de las temperaturas en la superficie de la Tierra.

En la década de 1960, dirigió el desarrollo de modelos físicos del clima terrestre y fue el primero en explorar la interacción entre el equilibrio de la radiación y el transporte vertical de las masas de aire. Su trabajo sentó las bases para el desarrollo de los modelos climáticos actuales.

Unos diez años después, Klaus Hasselmann (Hamburgo-Alemania, 1931) creó un modelo que relaciona 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 sea cambiante y caótico.

También desarrolló métodos para identificar señales específicas, huellas dactilares, que tanto los fenómenos naturales como las actividades humanas imprimen en el clima. Sus métodos han servido para demostrar que el aumento de la temperatura de la atmósfera se debe a las emisiones humanas de CO2.

Por su parte, Giorgio Parisi (Roma-Italia, 1948) descubrió hacia 1980 patrones ocultos en materiales complejos desordenados. Sus descubrimientos son una de las contribuciones más importantes a la teoría de los sistemas complejos.

Estos permiten comprender y describir muchos materiales y fenómenos diferentes y aparentemente totalmente aleatorios, no sólo en física sino también en otros ámbitos muy diferentes, como las matemáticas, la biología, la neurociencia y el aprendizaje automático.

Respecto a la actual crisis climática, Parisi ha declarado tras conocer que es uno de los galardonados: “Está claro que para la futura generación, tenemos que actuar ahora de forma muy rápida”.

El presidente del Comité Nobel de Física, Thors Hans Hansson, ha subrayado: “Los descubrimientos reconocidos este año demuestran que nuestros conocimientos sobre el clima se apoyan en una sólida base científica, basada en un riguroso análisis de las observaciones. Todos los galardonados de este año han contribuido a que conozcamos mejor las propiedades y la evolución de los sistemas físicos complejos”.