donderdag 21 oktober 2021

webMagazine over stad, cultuur
en wereld

Hoe krijg je vat op complexe systemen? De dubbelstaafslinger is een van de eenvoudigste dynamische systemen met chaotische resultaten . Bld. cco

Nobelprijs Natuurkunde onderzoek klimaat en andere verborgen patronen

6 oktober 2021 (een van de redacteuren)

Drie laureaten delen de Nobelprijs voor natuurkunde van dit jaar voor hun onderzoek naar chaotische en schijnbaar willekeurige verschijnselen.

Twee van de drie, Syukuro Manabe en Klaus Hasselmann, hebben de basis gelegd voor onze kennis van het klimaat op aarde en hoe de mensheid dit beïnvloedt. Giorgio Parisi wordt beloond voor zijn revolutionaire bijdragen aan de theorie van ongeordende materialen en willekeurige processen.

 Giorgio Parisi Foto Lorenza Parisi  cco

Willekeur en wanorde 

Complexe systemen worden gekenmerkt door willekeur en wanorde en zijn moeilijk te begrijpen. De nobelprijs van 2021 drukt waardering uit voor nieuwe methoden om ze te beschrijven en om hun langetermijngedrag te voorspellen. Een complex systeem dat van vitaal belang is voor de mensheid is het klimaat op aarde.

Dynamiek atmosfeer 

Syukuro Manabe toonde aan hoe verhoogde niveaus van koolstofdioxide in de atmosfeer leiden tot hogere temperaturen aan het aardoppervlak. In de jaren zestig leidde hij de ontwikkeling van fysieke modellen van het klimaat op aarde en was de eerste persoon die de interactie tussen stralingsbalans en het verticale transport van luchtmassa's onderzocht. Zijn werk legde de basis voor de ontwikkeling van huidige klimaatmodellen.

Forensisch bewijs

Ongeveer tien jaar later creëerde Klaus Hasselmann een model dat weer en klimaat met elkaar verbindt, en beantwoordt zo de vraag waarom klimaatmodellen betrouwbaar kunnen zijn ondanks dat het weer veranderlijk en chaotisch is. Hij ontwikkelde ook methoden voor het identificeren van specifieke signalen, 'vingerafdrukken', die door zowel natuurlijke fenomenen als door menselijke activiteiten in het klimaat achter gelaten worden. Zijn methoden zijn gebruikt om te bewijzen dat de verhoogde temperatuur in de atmosfeer te wijten is aan de menselijke uitstoot van kooldioxide.

Complexe systemen

Rond 1980 ontdekte Giorgio Parisi verborgen patronen in ongeordende complexe materialen. Zijn ontdekkingen behoren tot de belangrijkste bijdragen aan de theorie van complexe systemen. Ze maken het mogelijk om veel verschillende en schijnbaar volledig willekeurige materialen en verschijnselen te begrijpen en te beschrijven, niet alleen in de natuurkunde, maar ook op andere, zeer verschillende gebieden, zoals wiskunde, biologie, neurowetenschappen en machine learning.

“De ontdekkingen die dit jaar worden erkend, tonen aan dat onze kennis over het klimaat op een solide wetenschappelijke basis berust, gebaseerd op een grondige analyse van waarnemingen. De laureaten van dit jaar hebben er allemaal toe bijgedragen dat we dieper inzicht hebben gekregen in de eigenschappen en evolutie van complexe fysieke systemen”, zegt Thors Hans Hansson, voorzitter van het Nobelcomité voor Natuurkunde.

Wanneer de ene spin naar boven wijst en de andere naar beneden, kan de derde ze niet beide tegelijk opheffen, omdat naastgelegen spins in verschillende richtingen wijzen. Hoe vinden de spins een optimale oriëntatie? Giorgio Parisi is een meester in het beantwoorden van deze vragen voor veel verschillende materialen en verschijnselen. Bld & tekst. ©Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

 contact@vandaagenmorgen.nl  Relevante reacties worden onder het artikel geplaatst  

Zie ook:

Lees meer over:

Nobelprijs natuurkunde
Deel dit bericht met je vrienden!