nobelpris fysik

Forskere i klima og kaos får Nobelprisen i fysik 2021

Pionerer i udforskningen af klodens klima og atomernes kaotiske verden løber med årets Nobelpris i fysik. Tre forskere må deles om hæderen.

Pionerer i udforskningen af klodens klima og atomernes kaotiske verden løber med årets Nobelpris i fysik. Tre forskere må deles om hæderen.

Shutterstock

I årets uddeling af Nobelprisen i fysik har priskomiteen sat fokus på vores forståelse af komplekse systemer og udviklingen af metoder til at forudsige, hvordan de opfører sig. Fra atomernes verden til global skala.

Halvdelen af prisen deles af to klimaforskere: Japanske Syukuro Manabe fra Princeton University i USA og tyske Klaus Hasselmann fra Max Planck Institute for Meteorology i Hamburg.

Syukuro Manabe Klaus Hasselmann nobelpris fysik

Klimaforskerne Syukuro Manabe og Klaus Hasselmann får Nobelprisen for deres udvikling af troværdige klimamodeller.

© TT NEWS AGENCY/Reuters/Ritzau Scanpix & J.J. Guillen/EPA/Ritzau Scanpix

Manabe er en af pionererne i klimaforskningen, og han var blandt de første, som erkendte, at et forhøjet indhold af CO2 i atmosfæren ville føre til øget temperatur på Jordens overflade. I 1960’erne udviklede han klimamodeller, som for første gang tog højde for, hvordan luftmassernes bevægelser ændrer sig, når temperaturen stiger.

Varmere luft stiger til vejrs og bringer vanddamp med sig. Ligesom CO2 fungerer dampen som en drivhusgas, der fyrer ekstra op under den globale opvarmning. Manabes indsigt i denne dynamik ligger til grund for alle de klimamodeller, forskerne bruger i dag.

Klima Syukuro Manabe

Syukuro Manabe skabte i 1960’erne de første klimamodeller, som sammenholdt balancen mellem indstrålingen fra Solen og udstrålingen fra Jorden (1) med luftlagenes transport af vanddamp (2).

© © Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Ligesom Manabe har Hasselmann ydet vigtige bidrag til udvikling af klimamodeller, som kan forudsige følgerne af drivhuseffekten. Ikke mindst har hans indsigt i opvarmning af oceanerne hjulpet modellerne til at forbinde langvarige klimaforandringer med de ændringer i vejret, vi oplever. Derudover har hans modeller leveret vigtige beviser for, at den globale opvarmning skyldes menneskets aktivitet.

Forsker i materialers matematik

Den anden halvdel af årets Nobelpris går også til forskning i komplekse systemer, men på et helt andet område. Italienske Giorgio Parisi fra Sapienza University i Rom får prisen for sit arbejde med at kortlægge tilsyneladende kaotiske strukturer i materialer.

Giorgio Parisi nobelpris fysik

Giorgio Parisi får Nobelprisen for sine matematiske teorier om komplekse strukturer i materialer.

© Accademia del Lincei/Zuma Press/Ritzau Scanpix

I modsætning til fx krystaller, hvor atomerne sidder i faste gitterstrukturer, har nogle materialer en langt mere kompleks opbygning, hvor atomerne er alt andet end velordnede. De kan fx have forskelligt spin eller magnetisk orientering.

I en legering af jern og kobber kan jernatomerne, som virker som små stangmagneter, således pege i alle mulige retninger.

Legering jern kobber

I en legering af jern og kobber virker placeringen af jernatomerne (røde) og deres orientering (sorte pile) helt kaotisk, fordi atomerne påvirker hinanden magnetisk.

© © Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Jernatomerne påvirker hinanden med deres magnetiske felter, og i en tredimensional struktur virker det enkelte atoms orientering umiddelbart helt tilfældig. Men takket være Parisis matematiske formler kan materialets struktur alligevel beskrives.

Matematikken, som Parisi har udviklet, kan desuden bruges på helt andre felter som hjerneforskning og udvikling af selvlærende computere.

Nobelpriskomiteen fremhæver, at de tre prismodtagere netop bærer det fællestræk, at de ved at forstå fysiske fænomener i de dybeste detaljer har formået at skabe modeller, som kan forudsige deres virkninger på en større skala.