Šiemet Nobelio fizikos premija skirta trims mokslininkams už sudėtingų fizikinių sistemų tyrimus. Vilniaus universiteto (VU) mokslininkas habil. dr. Bronislovas Kaulakys paaiškina, kuo laureatų atradimai svarbūs ir kitose mokslo srityse, bei kokį vaidmenį fizikai vaidina prognozuojant klimato atšilimą.

Japonų kilmės amerikiečių mokslininkas Syukuro Manabe, dirbantis Prinstono universitete, ir vokiečių mokslininkas Klausas Hasselmannas, dirbantis Maxo Plancko institute, Nobelio premija buvo apdovanoti „už Žemės klimato fizikinį modeliavimą, kiekybinį kintamumo įvertinimą ir patikimą pasaulinio atšilimo prognozavimą“.

Nobelio fizikos premija už „netvarkos ir fliuktuacijų tarpusavio sąryšio fizinėse sistemose, pradedant atomų, baigiant planetų lygmeniu, atradimą“ buvo įteikta ir italui profesoriui Giorgio Parisi, dirbančiam Romos „La Sapienza“ universitete.

Atradimai pasitarnaus ne tik fizikoje

Habil dr. B. Kaulakys tikina, kad prof. G. Parisi – labai garsus, plataus mąsto daug padaręs fizikas teoretikas. Jo tyrimų sritys apima nuo kvantinės chromodinamikos, medžiagų sandarų formavimosi, iki viesulų ir paukščių būrių susidarymo. Jis atliko fundamentalius teorinius darbus statistikinės fizikos, kuri plėtojama jau daug dešimtmečių, srityje. Žinomos ir plačiai naudojamos fundamentalios lygtys, kurių pavadinimuose yra prof. G. Parisi pavardė.

„Sudėtingos sistemos – nuo tokių paprastesnių kaip vadinamieji sukiniai stikliniuose metaluose ir kitose medžiagose, iki tų, kurios sudarytos iš daugybės dalelių. Tokiose iš daugybės dalelių sudarytose sistemose atsiranda dinaminis chaosas, atsitiktinumas, todėl negalima nusakyti, kaip sistema elgsis ateityje, net žinant pradines sąlygas ir lygtis, kurios sistemą aprašo, nes tos lygtys yra netiesinės. Tačiau galima numatyti susidarančias makroskopines būsenas “, – teigė prof. B. Kaulakys.

Anot VU profesoriaus, prof. G. Parisi tokiose sistemose atrado paslėptas sandaras ir išplėtojo labai sudėtingą mokslą. Jo gauti rezultatai taikomi matematikų, biologų, neuromoksluose, mašininiame mokyme, finansų sistemoms aprašyti ir kitur. Prof. G. Parisi padėjo fundamentalius pamatus, ant kurių bus statomi kiti sudėtingi tyrimai šiose srityse. Jis, jau iki Nobelio premijos, yra apdovanotas keletu prestižinių (Bolzmano, Dirako) medalių, Fermio, Wolfo ir kitomis premijomis.

Padėjo pamatus šylančio klimato tyrimams

Prof. habil. dr. B. Kaulakio teigimu, prof. S. Manabe – meteorologas ir klimatologas – buvo vienas pirmųjų pastebėjęs, kad anglies dvideginis prisideda prie atmosferos kaitimo ir visuotinio atšilimo. Anglies dvideginio koncentracija atmosferoje didina Žemės paviršiaus ir troposferos (iki 10 km virš Žemės) temperatūrą (Šiltnamio efektas), bet mažina stratosferos (tarp 10 ir 50 km virš Žemės) temperatūrą. Šio profesoriaus padėti pagrindai buvo ir yra toliau intensyviai plėtojami.

Pasak VU profesoriaus, meteorologo ir okeanografo prof. K. Hasselmanno tyrimai daugiausia susiję su orų prognozėmis ir klimato kaita. Prof. K. Hasselmannas labiausiai žinomas kaip jo vardu pavadinto modelio autorius. Šis modelis susieja ilgos atminties vandenynų raidą su sparčia, sunkiai numatoma klimato kaita.

„Orai, klimatas, milžinišką įtaką jiems turintys vandenynai yra labai sudėtinga sistema, ją modeliuojant atliekami įvairūs sudėtingi skaičiavimai. Prognozuojant klimato šilimą dirba didžiulės tarptautinės mokslininkų grupės, o Manabe ir Hasselmannas tokiems tyrimams padėjo pamatus“, – sakė VU Fizikos fakulteto mokslininkas.

Jo manymu, Nobelio premija šiems mokslininkams galėjo būti skirta dar ir todėl, kad globalinio atšilimo problema yra labai aktuali.

„Greitai Glazge vyks Jungtinių Tautų klimato kaitos konferencija. Galbūt skiriant šią premiją norėta paskatinti mokslinius tyrimus ir padaryti įtaką politikams, kad jiems būtų lengviau priimti sprendimus bandant sustabdyti klimato atšilimą“, – mano VU mokslininkas.

Habil. dr. B. Kaulakio teigimu, apskritai fizikai vaidina labai svarbų vaidmenį prognozuojant klimato atšilimą. Pavyzdžiui, amerikiečių mokslininkas Edwardas Lorenzas sukūrė labai supaprastintą atmosferos modelį, kuris parodė chaosą – vadinamąjį „drugelio efektą“.

„Jei kažkurioje vietoje pajudinsime atmosferą, tas veiksmas po kelių parų viską iškraipys. Tai – sudėtingos chaotinės sistemos savybė. Fizikai padėjo pagrindus tokių vyksmų supratimui“, – tikino VU profesorius.

Anot mokslininko, fizikai vykdo eksperimentinius tyrimus ir stebėjimus, pavyzdžiui, kaip atmosfera sąveikauja su vandenynu.

„Vandenynuose vykstantys procesai turi labai didelę įtaką klimato šilimui, kadangi vyksta fotosintezė, dumbliai sugeria anglies dvideginį ir pan. Reikia žinoti, kokie procesai vyksta, jų intensyvumą. Fizikai kuria modelius, į kuriuos įstato koeficientus, parametrus, gautus iš matavimų o tada hidrometereologai atlieka skaičiavimus ir prognozes“, – sakė B. Kaulakys.