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Zwei von der EU geförderte Wissenschaftler gewinnen den Nobelpreis für Physik 2021

Ihre bahnbrechende Arbeit zu komplexen physikalischen Systemen hat dem deutschen Klimamodellierer Klaus Hasselmann und dem italienischen theoretischen Physiker Giorgio Parisi den prestigeträchtigen Nobelpreis für Physik eingebracht, den sie sich mit dem in den USA ansässigen Klimatologen Syukuro Manabe teilen.

Klimawandel und Umwelt
Gesellschaft
Grundlagenforschung

Die EU-finanzierten Wissenschaftler Klaus Hasselmann und Giorgio Parisi haben den Physik-Nobelpreis 2021 gewonnen. Gemeinsam mit einem dritten Preisträger, Syukuro Manabe, teilen sie sich die Auszeichnung für ihren „bahnbrechenden Beitrag zu unserem Verständnis komplexer physikalischer Systeme“. Komplexe Systeme, wie das globale Klima der Erde, das menschliche Gehirn und Verkehrs‑ oder Kommunikationssysteme, sind schwer zu durchschauen, da in ihnen zufällige und ungeordnete Vorgänge stattfinden. Die drei Nobelpreisträger entdeckten neue Möglichkeiten, sie zu beschreiben und ihr langfristiges Verhalten vorherzusagen.

Entdeckungen über das Klima und andere komplexe Systeme

Prof. Klaus Hasselmann vom Max-Planck-Institut für Meteorologie ersann ein Modell, das das Wetter und das Klima miteinander verbindet und uns aufzeigt, dass wir trotz zunehmender Wetterschwankungen immer noch auf Klimamodelle zurückgreifen können. Der führende deutsche Klimamodellierer entwickelte außerdem Methoden, die belegen, dass von Menschen verursachte CO2-Emissionen für den globalen Temperaturanstieg verantwortlich sind. Seine Forschung wurde im Rahmen von zwei EU-finanzierten Projekten, EURUCAS und COMPLEX, unterstützt. Etwa zehn Jahre zuvor befasste sich Syukuro Manabe von der Princeton University mit physikalischen Modellen des Erdklimas und der Frage, wie die Strahlungsbilanz mit dem vertikalen Transport von Luftmassen interagiert. Diese Arbeit bildete die Grundlage für die Entwicklung aktueller Klimamodelle. Diese beiden Wissenschaftler teilen sich die eine Hälfte des Physik-Nobelpreises „für die physikalische Modellierung des Erdklimas, die Quantifizierung von Variabilität und die zuverlässige Vorhersage der Erderwärmung“. Die zweite Hälfte des Preises ging an Prof. Giorgio Parisi von der Universität La Sapienza in Rom für seine Entdeckung verborgener Muster in ungeordneten komplexen Systemen. Der italienische theoretische Physiker wurde seit fast einem Jahrzehnt im Rahmen seiner Arbeit für die über den Europäischen Forschungsrat bezuschussten Projekte CRIPHERASY und LoTGlasSy von der EU unterstützt. Sein erstes Projekt war der Ergründung wichtiger großmaßstäbiger Phänomene in klassischen und quantenmechanischen ungeordneten Systemen gewidmet. Aktuell arbeitet er an der Entwicklung einer Theorie zu den großskaligen Eigenschaften der freien Energielandschaft von Glas bei geringen Temperaturen mit besonderem Schwerpunkt auf das Jamming harter Kugeln. Prof. Parisi erhielt seine Hälfte des Nobelpreises „für die Entdeckung des Zusammenspiels von Unordnung und Fluktuationen in physikalischen Systemen von der atomaren bis hin zur planetaren Ebene“. Der theoretische Physiker Dr. Steven Thomson von der Freien Universität Berlin gab in einem auf „Physics World“ veröffentlichten Artikel an, dass „Prof. Parisi an der Erfindung einiger der mächtigsten und wichtigsten theoretischen Instrumente beteiligt war, die uns für das Verständnis des Verhaltens von Spin-Gläsern und anderen komplexen Systemen zur Verfügung stehen.“ Dr. Thomson zufolge hatte die Forschung des italienischen Wissenschaftlers „weitreichenden Einfluss auf eine gewaltige Bandbreite anderer Forschungsbereiche, darunter die Teilchenphysik, die Quantenfeldtheorie, die Theorie neuronaler Netze und andere mathematische Verfahren“. Die europäische Kommissarin für Innovation, Forschung, Kultur, Bildung und Jugend Mariya Gabriel äußerte sich auf einer offiziellen Website der EU folgendermaßen: „Ich gratuliere allen drei Preisträgern des diesjährigen Nobelpreises für Physik herzlich zu ihrem großartigen Erfolg. Ich bin stolz darauf, dass die EU zwei von ihnen … durch Finanzierung für Forschung und Innovation gefördert hat, die auf neue wissenschaftliche Erkenntnisse abzielt. Das beweist, dass Investitionen in wegweisende Wissenschaft dazu beitragen, dass die europäische Forschung weiterhin eine führende Rolle einnimmt.“ EURUCAS (European-Russian Centre for cooperation in the Arctic and Sub-Arctic environmental and climate research), COMPLEX (Knowledge Based Climate Mitigation Systems for a Low Carbon Economy) und CRIPHERASY (Critical Phenomena in Random Systems) endeten Mitte der 2010er-Jahre. Das Projekt LoTGlasSy (Low Temperature Glassy Systems) geht im Oktober 2022 zu Ende. Weitere Informationen: EURUCAS-Projekt COMPLEX-Projekt CRIPHERASY-Projektwebsite LoTGlasSy-Projektwebsite

Schlüsselbegriffe

EURUCAS, COMPLEX, CRIPHERASY, LoTGlasSy, Nobelpreis für Physik, komplexe Systeme, Klima, ungeordnete Systeme, Physik, Parisi, Hasselmann, Manabe

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