{"id":4839,"date":"2021-10-07T17:41:50","date_gmt":"2021-10-07T20:41:50","guid":{"rendered":"https:\/\/sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/2021\/10\/07\/pesquisadores-brasileiros-comentam-o-nobel-de-fisica-de-2021\/"},"modified":"2022-08-15T02:07:17","modified_gmt":"2022-08-15T05:07:17","slug":"pesquisadores-brasileiros-comentam-o-nobel-de-fisica-de-2021","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/pesquisadores-brasileiros-comentam-o-nobel-de-fisica-de-2021\/","title":{"rendered":"Pesquisadores brasileiros comentam o Nobel de F\u00edsica de 2021"},"content":{"rendered":"

O Pr\u00eamio Nobel de F\u00edsica de 2021<\/a> reconheceu contribui\u00e7\u00f5es fundamentais para a compreens\u00e3o dos sistemas complexas. Metade do pr\u00eamio foi dada a Syukuro Manabe e Klaus Hasselmannn\u00a0 “por sua modelagem f\u00edsica do clima da Terra, quantificando sua variabilidade e prevendo com confian\u00e7a o aquecimento global”. A outra metade ficou com Giorgio Parisi, “por sua descoberta da intera\u00e7\u00e3o entre desordem e flutua\u00e7\u00f5es nos sistemas f\u00edsicos, na escala at\u00f4mica \u00e0 planet\u00e1ria”.<\/p>\n

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A f\u00edsica do aquecimento global<\/strong><\/p>\n

A ocean\u00f3grafa f\u00edsica Ilana Wainer, da Universidade de S\u00e3o Paulo, que estuda o clima realizando experimentos com modelos num\u00e9ricos de alta complexidade, explica a import\u00e2ncia das contribui\u00e7\u00f5es de Manabe:<\/p>\n

“Suki Manabe, como \u00e9 conhecido no meio acad\u00eamico, foi um dos pioneiros na cria\u00e7\u00e3o de modelos num\u00e9ricos para entender a f\u00edsica do clima. Seus trabalhos serviram de base ao desenvolvimento dos modelos acoplados do sistema terrestre que usamos hoje no IPCC (Painel Intergovernamental sobre Mudan\u00e7as Clim\u00e1ticas). Eles estabeleceram princ\u00edpios f\u00edsicos fundamentais para entender e tentar prever as mudan\u00e7as do clima nesse intrincado sistema terrestre que habitamos.”<\/p>\n

“Especificamente, seus modelos permitiram testar a rela\u00e7\u00e3o entre o aumento da concentra\u00e7\u00e3o de CO2 na atmosfera e o incremento da temperatura. Quando os n\u00edveis de CO2 sobem, a temperatura se eleva na baixa atmosfera, mas diminui na alta atmosfera. Os experimentos num\u00e9ricos feitos por Manabe permitiram estabelecer j\u00e1 na d\u00e9cada de 1960 a import\u00e2ncia de se reduzirem as emiss\u00f5es de CO2. Isso foi fundamental para permitir o avan\u00e7o no entendimento das mudan\u00e7as clim\u00e1ticas (altamente complexas), baseado em princ\u00edpios s\u00f3lidos da ci\u00eancia.”<\/p>\n

J\u00e1 o ocean\u00f3grafo Klaus Hasselmann descobriu como incorporar nos modelos de previs\u00e3o clim\u00e1tica as mudan\u00e7as aleat\u00f3rias que ocorrem a todo momento em vari\u00e1veis atmosf\u00e9ricas, explica reportagem da revista Pesquisa Fapesp<\/a>. Inspirado na teoria do movimento browniano, desenvolvida por Albert Einstein em 1905, Hasselmann criou um modelo clim\u00e1tico que levava em conta essas varia\u00e7\u00f5es. Tamb\u00e9m desenvolveu m\u00e9todos para identificar o impacto humano no sistema clim\u00e1tico.<\/p>\n

A f\u00edsica dos materiais desordenados e outros sistemas complexos<\/strong><\/p>\n

“A contribui\u00e7\u00e3o fundamental de Giorgio Parisi pela qual lhe foi atribu\u00eddo o pr\u00eamio Nobel foi compreender e descrever matematicamente como uma ordem oculta emerge em sistemas desordenados como os vidros”, afirma f\u00edsico brasileiro Lucas Nicolao, da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), que de 2010 a 2012 realizou um est\u00e1gio de p\u00f3s-doutorado com Parisi. Nicolao explica como a mat\u00e9ria em forma de vidro pode ser entendida:<\/p>\n

“L\u00edquidos s\u00e3o caracterizados pela sua estrutura desordenada, compostos por um n\u00famero muito grande de \u00e1tomos ou mol\u00e9culas se agitando, colidindo entre si e se difundindo atrav\u00e9s do l\u00edquido. Uma vez resfriado, esse estado da mat\u00e9ria (fase) sofre uma transi\u00e7\u00e3o para um s\u00f3lido cristalino, caracterizado pela sua estrutura ordenada – os \u00e1tomos ou mol\u00e9culas se organizam em uma estrutura peri\u00f3dica no espa\u00e7o. Esses estados da mat\u00e9ria possuem propriedades emergentes (macrosc\u00f3picas) muito diferentes, como sua habilidade de se deformar e sua rigidez. Alguns l\u00edquidos, quando resfriados muito rapidamente, n\u00e3o conseguem formar um cristal e formam um vidro – um estado caracterizado microscopicamente pela mesma estrutura desordenada de um l\u00edquido, por\u00e9m r\u00edgido, com seus \u00e1tomos ou mol\u00e9culas difundindo lentamente em escalas de tempo astron\u00f4micas.”<\/p>\n

O trabalho de Parisi come\u00e7ou por volta de 1980, estudando os chamados vidros de spin:<\/p>\n

“Spins s\u00e3o momentos magn\u00e9ticos intr\u00ednsecos dos \u00e1tomos, que em um material magn\u00e9tico usual, como um \u00edm\u00e3, tendem a se alinhar na mesma dire\u00e7\u00e3o, produzindo uma estrutura ordenada que concede ao \u00edm\u00e3 sua propriedade magn\u00e9tica macrosc\u00f3pica. Essa propriedade \u00e9 perdida em altas temperaturas, onde spins individuais se agitam apontando em qualquer dire\u00e7\u00e3o. Um vidro de spin \u00e9 um material magn\u00e9tico n\u00e3o usual onde as intera\u00e7\u00f5es entre spins s\u00e3o aleat\u00f3rias – um spin tende a se alinhar com um spin vizinho mas se anti-alinhar com outro. A presen\u00e7a dessas intera\u00e7\u00f5es conflitantes leva ao fen\u00f4meno da frustra\u00e7\u00e3o, em que um spin n\u00e3o consegue adotar uma dire\u00e7\u00e3o que satisfa\u00e7a simultaneamente todas intera\u00e7\u00f5es entre seus spins vizinhos.”<\/p>\n

“A teoria que Parisi desenvolveu na d\u00e9cada de 1980 mostrou que, diferente da fase desordenada em altas temperaturas, regi\u00f5es distantes do vidro de spin apresentam estruturas ou estados desordenados que n\u00e3o s\u00e3o estatisticamente equivalentes entre si. Isso porque s\u00e3o muitos os estados desordenados est\u00e1veis e \u00e9 dif\u00edcil ocorrer uma transi\u00e7\u00e3o entre eles, o que tamb\u00e9m confere a esse material uma din\u00e2mica lenta. Mais tarde essa teoria, chamada de quebra de simetria de r\u00e9plicas, foi estendida para o estudo de vidros, materiais granulares como areia, e outros materiais desordenados.”<\/p>\n

“Em todos esses casos, a presen\u00e7a de intera\u00e7\u00f5es bastante simples, por vezes conflitantes, entre muitos elementos (microsc\u00f3picos) leva ao surgimento de propriedades coletivas emergentes (macrosc\u00f3picas) imprevis\u00edveis. Por isso, logo essa teoria se consolidou como uma ferramenta vers\u00e1til para estudar diversos fen\u00f4menos aparentemente aleat\u00f3rios e ofereceu um cen\u00e1rio paradigm\u00e1tico para sistemas complexos, permitindo importantes avan\u00e7os na neuroci\u00eancia, ci\u00eancia da computa\u00e7\u00e3o, ecologia, economia, redes sociais, entre outras \u00e1reas.”<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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