Descobertas importantes no campo dos sistemas complexos recebem prêmio Nobel de Física
O prêmio Nobel de Física de 2021 foi destinado aos cientistas Syukuro Manabe (EUA/Japão, à esquerda na imagem), Klaus Hasselmann (Alemanha, ao centro na imagem) e Giorgio Parisi (itália, à direita da imagem) pelas suas contribuições inovadoras na área de sistemas complexos. Metade do prêmio foi dividida entre Syukuro Manabe e Kalus Manabe, pelo protagonismo destes pesquisadores na formulação de modelos físicos do clima da Terra que, na visão do comitê científico do prêmio Nobel, permitiram quantificar a variabilidade climática e uma predição confiável do aquecimento global. A outra metade do prêmio foi destinada ao físico italiano Georgio Parisi, pela descoberta das inter-relações entre desordem e flutuação em sistemas físicos desde a escala atômica até a escala planetária.
O prêmio Nobel teve como foco os sistemas físicos complexos, desde a escala experenciada pelos seres humanos, como o clima da Terra, até as estruturas microscópicas e a dinâmica de materiais comuns, mas intrigantes, como o vidro. Dessa forma, o comitê científico reconheceu que os cientistas hoje em dia entendem que a evolução de sistemas físicos complexos não pode ser prevista de modo único, com total certeza, e que sem compreender a origem da sua variabilidade não é possível compreender o comportamento desses sistemas físicos.
Um dos exemplos mais ilustrativos e importantes de sistemas físicos com grande variabilidade é o movimento de fluidos turbulentos. A passagem de um fluxo laminar para um fluxo turbulento, por exemplo, caracteriza a passagem de um estado ordenado, previsível e estável, para um estado desordenado e variável, e a explicação detalhada dessa transição até hoje constitui um dos problemas mais desafiadores da física.
A natureza está repleta de fenômenos envolvendo a passagem de estados ordenados para estados desordenados. Esse tipo de característica ocorre nos chamados sistemas complexos, que são sistemas compostos de várias partes que interagem entre si e cujo comportamento coletivo não pode ser explicado simplesmente como a soma do comportamento das partes isoladamente. O estudo dos sistemas complexos não pertence apenas à esfera de interesse da física, mas mescla outras ciências, como a biologia, matemática, sociologia e economia, já que também sistemas biológicos e sociais exibem características emergentes e auto organizativas típicas dos sistemas complexos.
O Instituto Tecnológico de Aeronáutica conduz pesquisa nessa área, tanto no âmbito da pesquisa básica quanto no âmbito das pesquisas aplicadas na área de Engenharia. No programa de pós-graduação em Física, por exemplo, há uma área de concentração totalmente dedicada a esse campo do conhecimento, denominada Dinâmica não-Linear e Sistemas Complexos (FIS-C). Desde o seu estabelecimento, vários trabalhos com participação dos docentes e protagonismo dos alunos foram desenvolvidos na área de turbulência e caos na zona de convecção solar, na magnetosfera, na alta atmosfera e em plasmas de reatores de fusão nuclear.
Mais informações sobre a área de FIS-C pode ser encontrada no link https://www.pgfis.ita.br/pt/post/dinamica-nao-linear-e-sistemas-complexos