De ahí que desde su propio nombre sugiera la dificultad: les llaman "sistemas físicos complejos" y sus 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.
Los aportes a sus estudios y las implicaciones para el calentamiento global fueron premiados este martes por la Academia Sueca con el renombrado Nobel de Física.
Tres científicos, Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann y Giorgio Parisi -uno de los pioneros en el estudio de los sistemas complejos y otros expertos en sus efectos sobre el clima- fueron anunciados como los ganadores de la edición del 2021.
El anuncio fue hecho por el secretario de la Academia Sueca de Ciencia, Göran Hansson, quien señaló que el premio se otorgaba a estos investigadores "por las contribuciones innovadoras a nuestra comprensión de los sistemas físicos complejos".
El premio, así como los correspondientes a Medicina, Química y Literatura que se anuncian durante esta semana, se entregarán en la ceremonia del 8 de diciembre en Estocolmo.
Giorgio Parisi, italiano de 73 años, fue premiado especialmente por el descubrimiento "de patrones ocultos" en materiales complejos y desordenados. Sus descubrimientos se encuentran entre las contribuciones más importantes a la teoría de sistemas complejos", según la Academia Sueca.
Por su parte, el japonés Syukuro Manabe y el alemán Klaus Hasselmann fueron galardonados por su aporte "fundamental" en la creación de los modelos climáticos.
Manabe, de 90 años, 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.
Este trabajo sentó las bases para el desarrollo de modelos climáticos actuales.
En ese mismo sentido, Klauss Hasselmann, de 89 años, fue pionero en la creación de modelos que vinculan la meteorología y el clima.
Los sistemas complejos
Los sistemas complejos, a escala atómica y planetaria, pueden compartir ciertas características, como 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.
El trabajo de Syukuro Manabe y Klaus Hasselmann está relacionado con los modelos climáticos.
Parisi, de 73 años, descubrió que reglas ocultas influyen en el comportamiento aparentemente aleatorio de los materiales sólidos y encontró una manera de describirlos matemáticamente.
Su trabajo tiene aplicaciones no solo en la física sino también en otras áreas muy diferentes, como las matemáticas, la biología, la neurociencia y el aprendizaje automático (área de la inteligencia artificial).
El Comité dijo que los descubrimientos de este científico hicieron "posible comprender y describir muchos materiales y fenómenos diferentes y aparentemente completamente aleatorios".
Ahora, la Academia Sueca vio el vidrio giratorio como un microcosmos del complejo comportamiento del clima de la Tierra y de los estudios que hicieron Manab y Hasselmann años después.
Y es que es muy difícil predecir el comportamiento a largo plazo de sistemas físicos complejos como el clima de nuestro planeta.
Manabe, quien trabaja en la Universidad de Princeton en EE.UU., lideró en los años 60 el desarrollo de modelos físicos del clima, que llevaron a la conclusión que las emisiones de dióxido de carbono calentaban el planeta.
El clima de nuestro planeta es considerado un sistema físico complejo por sus patrones desordenados.
En ese mismo sentido, Hasselmann respondió con sus estudios a la pregunta de por qué los modelos climáticos pueden ser confiables a pesar de que el clima es cambiante y caótico.
Estos modelos informáticos que pueden anticipar cómo responde la Tierra a las emisiones de gases de efecto invernadero han sido cruciales para nuestra comprensión del calentamiento global.
John Wettlaufer, miembro del comité que otorga el Premio Nobel de Física, explica las razones detrás de su decisión.
Según explicó el profesor John Wettlaufer, de la Universidad de Yale, el físico italiano estaba "construyendo a partir del desorden y las fluctuaciones de sistemas complejos en el nivel microscópico", mientras el trabajo de Syukuro Manabe busca "tomar los componentes de los procesos individuales y unirlos para predecir el comportamiento de un sistema físico complejo"."Aunque han dividido el premio entre la parte del clima y la parte del desorden, realmente están vinculados", explicó.
Un llamado
Una de las conclusiones que deja la decisión, especialmente en la elección de Manabe y Hasselmann, es llamar la atención sobre el tema climático.
Según Wettlaufer, con el premio, el Comité del Nobel sugiere "la dualidad entre el estudio del clima de la Tierra, que es complejo en escalas desde milímetros hasta el tamaño del planeta y trabajo Giorgio Parisi".El Dr. Martin Juckes, jefe de investigación y ciencia atmosférica y subdirector del Centro de Análisis de Datos Ambientales (CEDA) de Reino Unido consideró que era una "fantástica noticia" ver el trabajo de los científicos sobre el clima recompensado con el premio Nobel de Física.
"La complejidad de los sistemas climáticos, agravada por las amenazas de la crisis climática, continúa desafiando a los científicos del clima en la actualidad ", dijo.
