Przejdź do treści

Uniwersytet Śląski w Katowicach

  • Polski
  • English
Instytut Fizyki im. Augusta Chełkowskiego

Nagroda Nobla z fizyki 2021

09.10.2021 - 09:43 aktualizacja 09.10.2021 - 09:43
Redakcja: Marcin Łaciak

W roku 2021 Nagroda Nobla z fizyki została przyznana trzem badaczom.

Prof. Syukuro Manabe z Princeton University (25% udziału) i Prof. Klaus Hasselmann z Max Planck Institute for Meteorology (25% udziału) za “fizyczne modelowanie klimatu na Ziemi, kwantyfikujące zmienność i wiarygodne prognozy globalnego ocieplenia” oraz Prof. Giorgio Parisi z Sapienza University of Rome (50% udziału) za “odkrycie wzajemnej zależności nieuporządkowania i fluktuacji w układach fizycznych od skali atomowej do planetarnej

Wspólnym mianownikiem tegorocznej nagrody są badania współistnienia nieporządku i fluktuacji w układach złożonych. Każdy z nagrodzonych naukowców na swój oryginalny sposób wykazał, ze często pozornie nieprzewidywalny nieporządek i losowe zaburzenia, które jeśli są poprawnie rozumiane, mogą być zarzewiem zupełnie nowych i niesłychanie istotnych zjawisk.

Prof. Manabe jest pionierem rozwoju fizycznych modeli klimatu Ziemi. W latach 60. ubiegłego wieku był pierwszym, który badał w jaki sposób równowaga pomiędzy energia absorbowana i emitowana przez Ziemie wpływa na wertykalny transport mas powietrza. W swojej przełomowej pracy z 1967 roku Prof. Manabe razem ze swoim współpracownikiem R. Wetheraldem wykazał, że podwojenie zawartości dwutlenku węgla w atmosferze będzie skutkować zwiększeniem o 2 stopnie Celsjusza temperatury niższych warstw atmosfery. Z kolei Prof. Hasselmann pod koniec lat 70. stworzył model łączący pogodę i klimat, tym samym demonstrując, że klimat można rzetelnie przewidywać, mimo iż pogoda nieustannie zmienia się w sposób chaotyczny. Wykazał, ze zmiana pogody w ciągu kilku dni może nieść za sobą konsekwencje dla klimatu, odczuwalne w skali lat. Opracował również techniki, które pozwoliły wyodrębnić z danych klimatycznych wpływ zjawisk naturalnych i działalności człowieka. Te techniki zostały potniej wykorzystane w celu udowodnienia, że wzrost temperatury atmosfery jest konsekwencja działalności człowieka w formie nadmiarowej emisji dwutlenku węgla.

Prof. Parisi poszukiwał ukrytych reguł, które rządzą zjawiskami o charakterze przypadkowym, zachodzącymi w złożonych układach nieuporządkowanych. Rozważając proste modele zwykłych szkieł (będących niekrystalicznymi ciałami stałymi utworzonymi w skutek witryfikacji cieczy przechłodzonej) i materiałów granularnych (np. piasku czy żwiru), doszedł do wniosku, że ważną zasadą rządzącą nieporządkiem są frustracje, które porównywał do tragedii ludzkich w dramatach Szekspira, przykładowo gdy jeden z bohaterów próbuje zaprzyjaźnić się z dwoma innymi, którzy są zwaśnieni.

W werdykcie Komitetu Noblowskiego uznano teorię repliki, wykorzystującą słynny matematyczny trik repliki, za przełom w rozwiązaniu problemów szkieł spinowych.

Prof. Giorgio Parisi podkreślił szczególne znaczenie poznawcze badań podstawowych w jednym z pierwszych wywiadów, jakie udzielił po ogłoszeniu decyzji Komitetu Noblowskiego. W wywiadzie z redaktorem witryny internetowej Nagrody Nobla Prof. Parisi wyraził opinię, że badania podstawowe są kluczowe dla zrozumienia wszystkiego. Dlatego jest ważne, aby badania podstawowe i stosowane szły w parze.

Te poglądy są nam niezwykle bliskie, podobnie jak badania nad złożonymi układami nieuporządkowanymi, które stanowią jeden z istotnych nurtów badawczych w Instytucie Fizyki im. Augusta Chełkowskiego, obejmujący eksperymentalne i symulacyjne badania cieczy przechłodzonych i szkieł molekularnych w warunkach zarówno ciśnienia atmosferycznego, jak i podwyższonego ciśnienia hydrostatycznego.

Jest nam również niezwykle miło, że wyniki badań, których współautorem jest Prof. Giorgio Parisi, były prezentowane w postaci wykładu proszonego pt. “Understanding Soft Modes in Simple Glass models” w sesji “Theory and Simulations of Glasses and Glass Transition” na międzynarodowej konferencji naukowej “8th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems” (23-28.07.2017, Wisła), zorganizowanej przez Instytut Fizyki im. Augusta Chełkowskiego, której lokalnym komitetem organizacyjnym kierował Prof. Marian Paluch.

return to top