Nagroda Nobla 2021 z fizyki powędrowała do Syukuro Manabe, Klausa Hasselmanna i Giorgio Parisi. Manabe i Hasselmann zostali wspólnie nagrodzeni połową nagrody „za fizyczne modelowanie klimatu Ziemi, ilościowe określenie zmienności i wiarygodne przewidywanie globalnego ocieplenia”. Parisi został uhonorowany drugą połową Nagrody Nobla „za odkrycie wzajemnego oddziaływania nieporządku i fluktuacji w układach fizycznych od skali atomowej do planetarnej”.
Przyznana wczoraj Nagroda Nobla z medycyny i fizjologii tradycyjnie rozpoczęła Tydzień Noblowski. Dziś poznaliśmy laureatów Nagrody Nobla z fizyki, a w środę Fundacja Noblowska ogłosi laureata bądź laureatów nagrody z chemii. W czwartek Akademia Szwedzka ogłosi nazwisko laureata literackiej Nagrody Nobla, a w piątek Norweski Komitet Noblowski poinformuje o przyznaniu Pokojowej Nagrody Nobla. W następny poniedziałek poznamy laureata lub laureatów tzw. ekonomicznego Nobla, jedynej nagrody, której w swoim testamencie nie wymienił fundator nagrody Alfred Nobel. Nagrodę przyznaje Centralny Bank Szwecji.
Tegoroczną Nagrodę Nobla z fizyki otrzymało trzech naukowców za badania nad chaotycznymi i pozornie przypadkowymi zjawiskami. Syukuro Manabe i Klaus Hasselmann położyli podwaliny pod naszą wiedzę o klimacie Ziemi i o tym, jak ludzkość na niego wpływa. Giorgio Parisi został nagrodzony za swój rewolucyjny wkład w teorię nieuporządkowanych materiałów i procesów losowych.
Złożone systemy charakteryzują się przypadkowością i nieporządkiem oraz są trudne do zrozumienia. Tegoroczna Nagroda Nobla wyróżnia nowe metody ich opisywania i przewidywania ich długofalowych zachowań.
Jednym ze złożonych systemów o żywotnym znaczeniu dla ludzkości jest klimat Ziemi. Syukuro Manabe zademonstrował, jak zwiększony poziom dwutlenku węgla w atmosferze prowadzi do wzrostu temperatury na powierzchni Ziemi. W latach 60. kierował rozwojem fizycznych modeli klimatu Ziemi i był pierwszą osobą, która zbadała interakcję między bilansem promieniowania a pionowym transportem mas powietrza. Jego praca położyła fundamenty pod rozwój obecnych modeli klimatycznych.
Około dziesięć lat później Klaus Hasselmann stworzył model, który łączy pogodę i klimat, odpowiadając w ten sposób na pytanie, dlaczego modele klimatyczne mogą być wiarygodne, mimo że pogoda jest zmienna i chaotyczna. Opracował również metody identyfikacji określonych sygnałów, swoistych odcisków palców, które odbijają się na klimacie. Chodzi tu zarówno o zjawiska naturalne, jak i działalność człowieka. Jego metody zostały wykorzystane do udowodnienia, że podwyższona temperatura w atmosferze jest spowodowana emisją dwutlenku węgla przez człowieka.
Około 1980 roku Giorgio Parisi odkrył ukryte wzory w nieuporządkowanych, złożonych materiałach. Jego odkrycia należą do najważniejszych wkładów do teorii systemów złożonych. Pozwalają zrozumieć i opisać wiele różnych i pozornie całkowicie przypadkowych zjawisk, nie tylko w fizyce, ale także w innych, bardzo różnych dziedzinach, takich jak matematyka, biologia czy uczenie maszynowe.
- Uhonorowane w tym roku odkrycia pokazują, że nasza wiedza o klimacie opiera się na solidnych podstawach naukowych, opartych na wnikliwej analizie obserwacji. Wszyscy tegoroczni laureaci przyczynili się do uzyskania głębszego wglądu w właściwości i ewolucję złożonych systemów fizycznych – powiedział Thors Hans Hansson, przewodniczący Komitetu Noblowskiego Fizyki.
W ubiegłym roku Nobla z fizyki otrzymali Roger Penrose oraz Reinhard Genzel i Andrea Ghez. Badacze zostali uhonorowani za swoje odkrycia dotyczące jednego z najbardziej egzotycznych zjawisk we Wszechświecie - czarnej dziury.
Roger Penrose użył genialnych metod matematycznych, aby udowodnić, że czarne dziury są bezpośrednią konsekwencją ogólnej teorii względności Alberta Einsteina. Einstein sam nie wierzył, że czarne dziury naprawdę istnieją - superciężkie potwory, które chwytają wszystko, co w nie wchodzi. Nic nie może uciec z objęć czarnej dziury, nawet światło.
W styczniu 1965 roku, dziesięć lat po śmierci Einsteina, Roger Penrose udowodnił, że czarne dziury naprawdę mogą formować się i szczegółowo opisał ten proces. Zgodnie z nim, czarne dziury skrywają osobliwość, w której wygasają wszystkie znane prawa natury. Jego przełomowy artykuł jest nadal uważany za najważniejszy wkład do ogólnej teorii względności od czasów Einsteina.
Z kolei Reinhard Genzel i Andrea Ghez przewodzili grupie astronomów, która od wczesnych lat 90. XX wieku badała region w centrum naszej galaktyki. Orbity najjaśniejszych gwiazd najbliżej środka Drogi Mlecznej zostały zmapowane z dużą precyzją. Wyniki pokazały niezwykle ciężki, niewidzialny obiekt, który wpływa na orbity otaczających go obiektów i powoduje ich przyspieszanie do zawrotnych prędkości. Naukowcy obliczyli, że około czterech milionów mas naszego Słońca jest upakowanych razem w centrum galaktyki, regionie nie większym niż nasz Układ Słoneczny.
Korzystając z największych teleskopów świata, Genzel i Ghez opracowali metody obserwacji centrum Drogi Mlecznej przez ogromne chmury międzygwiazdowego gazu i pyłu. Poszerzając granice technologii, udoskonalili nowe techniki, aby skompensować zniekształcenia powodowane przez ziemską atmosferę. Zbudowali unikalne instrumenty i zaangażowali się w długoterminowe badania. Ich pionierska praca dostarczyła nam najbardziej przekonujących dowodów na istnienie supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej.
Regulamin Nagrody Nobla mówi, że można nią uhonorować maksymalnie trzy osoby. W ubiegłym roku Fundacja Noblowska podwyższyła wysokość nagrody do 10 milionów koron szwedzkich. To w przeliczeniu daje około 950 tys. euro. Laureaci otrzymają także medal oraz dyplom.
Do tej pory przyznano 114 Nagród Nobla z fizyki. Wyróżnienie to przyznawane jest od 1901 roku. Otrzymało je łącznie 215 naukowców. Wśród nich były tylko cztery kobiety, a jedna z nich to Maria Curie-Skłodowska, która oprócz Nobla z fizyki otrzymała także Nobla z chemii. Jako jedyny dwukrotnie Nagrodę Nobla z fizyki otrzymał John Bardeen. Pierwsze wyróżnienie otrzymał w 1956 roku za badania nad półprzewodnikami i opracowanie tranzystora. Drugi raz nagrodzony został w 1972 r. za "sformułowanie teorii nadprzewodnictwa".
Do tej pory najmłodszym laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki jest Lawrence Bragg, który miał 25 lat, kiedy w 1915 roku wraz z ojcem otrzymał nagrodę Nobla. Panowie wyróżnieni zostali za wkład w badanie struktury krystalicznej za pomocą promieniowania rentgenowskiego.
Z kolei najstarszym laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki jest Raymond Davis Jr., który miał 88 lat, kiedy otrzymał nagrodę Nobla w 2002 roku. Nagrodzono jego prace nad detekcją neutrin.
Źródło: nobelprize.org, fot. Adam Baker/ Wikimedia Commons/ CC BY 2.0
