Nobel Fizik Ödülüne Layık Görülen Karmaşık Sistem Çalışmalarında İklim Krizinin Önemi Vurgulandı
Bu yılın Nobel ödüllerinin kimlere verileceği geçtiğimiz günlerde açıklandı. 2021’in Fizik Ödülü, birtakım karmaşık sistemlerdeki gizli örüntüleri keşfeden üç bilim insanı Syukura Manabe, Klaus Hasselmann ve Giorgio Parisi’ye verildi. Bu bilim insanlarının yapmış olduğu keşifleri merak ediyorsanız içeriğimize buyurun. 👇
Kimi sistemler büyük ölçekte son derece karmaşıktır.
Mikroskobik düzeyde ise maddeyi oluşturan atomlar ve moleküllerin fiziksel durumu da aynı şekilde karmaşıktır. Bu senenin Nobel Fizik Ödülü, fizik biliminden yararlanıp bu tür karmaşık sistemleri çözümlemeyi başaran üç bilim insanına verilecek.
Ödülün yarısını, iklim çalışmaları yapan iki bilim insanı alacak.
Dünya’daki iklim simülasyonları ve küresel ısınma tahminleri üzerinde çalışan Princeton Üniversitesi’nden iklim bilimci Syukuro Manabe ile Max Planck Meteoroloji Enstitüsü’nden Klaus Hasselmann’a verilecek. Diğer yarısı ise, düzensiz yapılardaki dalgalanmaları anlamaya çalışan Roma Sapienza Üniversitesi’nden Giorgio Parisi’ye gidiyor.
Üç araştırmacı da benzer yöntemler izleyerek doğada bulunan maddelerin modellerindeki karmaşık sistemlerinin bir parçasını izole etmeyi başardı.
Araştırmacılar bu doğada bulunan maddelerin matematiksel karşılıkları olan bu modelleri inceledi, ardından da bu anlayışı daha karmaşık açıklamalara entegre ederek, şaşırtıcı ve anlaşılmaz kabul edilen sistemler anlama konusunda ilerleme kaydettiler. Brown Üniversitesi’nden fizikçi Brad Marston çalışmalarla ilgili olarak, “Model oluşturmak öyle bir şeydir ki, ilginç ve şaşırtıcı sonuçlara ulaşmanızı sağlar, bunu da kolayca anlaşılacak kadar basit bir şekilde yapar” diyor.
Normalde politik bir tarafı olmayan bu ödül, siyasi liderlere de mesaj veriyor.
Ödül sahiplerini açıklayan İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi genel sekreteri Göran Hansson, “Küresel ısınma kavramı bilimsel olarak kanıtlandı” dedi. Karbondioksit ve sera gazlarının emisyonu, endüstri devriminden bugüne Dünya’nın sıcaklığını 1 santigrat dereceden fazla artırdı. Bu ısınma, ısı dalgaları, orman yangıları ve kuraklık gibi ekstrem hava olayların şiddetlendirerek gezegenimizin her köşesini etkiliyor.
Manabe’nin çalışması iklim modellemesinin temelini oluşturuyor.
Yale Üniversitesi’nden Nobel Fizik Komitesi üyesi John Wettlaufer, ödül sahipleri açıklandıktan sonra verdiği röportajda “Manabe, günümüzde kullanılan tüm iklim modellemelerinin temelini oluşturdu. Bu temel, iklimsel tahminleri iyileştirme konusunda büyük bir role sahip” dedi.
Manabe, artan karbondioksit seviyelerinin Dünya’nın sıcaklığını nasıl değiştireceğini inceledi.
Manabe’nin başka bir yazarla birlikte ortaya koyduğu 1967 tarihli bir makalede açıkladığı basitleştirilmiş iklim modelinde, ısınıp soğuyan hava kütlelerinin yükselip alçaldığı tek bir atmosfer sütunu simüle ediliyor. Bu modele göre atmosferdeki karbondioksit miktarının iki katına çıkması, sıcaklığın 2 dereceden fazla artacağını gösteriyor. Bu yaklaşım, ilerleyen yıllarda tüm atmosferi simüle etmede veya okyanuslardaki etkileri ortaya koymada da kullanılabilir.
Hasselmann Dünya’nın geçirdiği iklimsel evrimi araştırdı.
Bunu yaparken de farklı süreçlerin de etkili olduğu çeşitli dönemleri hesaba kattı. Hava durumunun gün içinde rastgele değişmesi, mevsimsel değişimler ve okyanusların kademeli olarak ısınması gibi çok daha yavaş ve uzun süreçlerden çok farklı. Hasselmann’ın çalışması, iklimdeki uzun vadeli değişimin anlaşılabilmesi için kısa vadeli titreşimin modellere nasıl dâhil edilebileceğini gösteriyor.
Hava ve iklimin yanı sıra, maddedeki atomların iç dünyaları da karmaşık ve düzensiz olabiliyor.
Parisi’nin çalışması, spin camı adı verilen bir materyal gibi düzensiz sistemlerin içinde gerçekleşen süreçleri anlamaya odaklanıyor. Spin camlarında atomlar, spin adı verilen kuantum özelliğinden ötürü küçük mıknatıslar gibi davranış sergiler. Ancak atomlar, mıknatıslarını ne yöne çevirecekleri konusunda anlaşamadığından düzensiz bir yapının ortaya çıkmasına neden olur.
Örneğin, bakır atomlarından oluşan kafesteki (mavi) demir atomları (kırmızı) ne yöne gideceği konusunda karar veremeyen spinlere (ok) sahiptir.
Atomların düzensizliğini koruduğu daha bilindik cam türlerinde de bu durum görülür. İşte Parisi de spin camlarını matematiksel bir tanıma oturttu. Çalışmasında, türbülanstan ve sığırcık gibi hayvanların hareketlerini açıklayan sürü modellerine kadar pek çok başka karmaşık konuya da değiniyor. Her ne kadar iklim konusuna odaklanmasa da, bu durumla ilgili olarak “Gelecek nesiller için çok daha hızlı hareket etmemiz gerektiği ortada” dedi.
Yorum Yazın