¡Tenemos #Nobel de Física 2021! Un 50% para Manabe y Hasselmann por su contribución a los modelos que permitieron predecir el calentamiento global. Pero aquí queremos hablar del 50% que se lleva un gran héroe de la Física Teórica moderna: Giorgio #Parisi.
#hiloIFT
📷 G.Parisi
¿Por qué un héroe? Porque hay pocas figuras que hayan tocado tantos campos como ha hecho él, aportando siempre contribuciones fundamentales, o directamente creándolos; y además, divirtiéndose en el proceso, siempre guiado por la curiosidad más pura. Pero vayamos por partes...
Parisi empezó su carrera trabajando en física de partículas. Con 29 años, participó en el primer gran resultado que lleva su nombre: las ecuaciones de Dokshitzer-Gribov-Lipatov-Altarelli-Parisi (DGLAP para los amigos), …
… que nos dicen cómo cambia la visión de la estructura de un protón dependiendo de la energía de las partículas que colisionan con él. Es la herramienta que permite “graduar las gafas” de los detectores del #LHC para que podamos ver bien sus colisiones.
📷 @CMSExperiment
Las ecuaciones DGLAP aparecen estudiando las interacciones fuertes entre quarks y gluones a alta energía, pero para entender de verdad el protón hay que comprender cómo funcionan las interacciones de baja energía entre sus componentes. Ahí también fue un pionero.
📷 @CERNCourier
A mediados de los 1970s, Wilson definió bien el problema creando lo que llamamos QCD en la red, o Lattice QCD. Parisi estuvo entre las primeras personas que comprendieron que esto permitía calcular numéricamente la complicadísima dinámica de quarks y gluones.
📷 @BrookhavenLab
Y fue más allá:los superordenadores de la época no se prestaban fácilmente al problema, así que #Parisi, junto a Nicola Cabibbo (una de las Grandes Omisiones (™) de los Nobel), impulsó desde principios de los 1980s un grupo para construir su propio superordenador
📷Progetto APE
El Proyecto APE creó máquinas fascinantes, construidas a mano por los grupos teóricos de Roma. Fueron de los primeros superordenadores masivamente paralelos, y de alta eficiencia, batiendo por mucho el coste por unidad de potencia de cálculo de las alternativas comerciales.
#Parisi dio muchas otras contribuciones a las partículas y los campos cuánticos, pero durante los 1980s empezó a ocuparse cada vez más de otro tipo de problemas: se movió hacia la física estadística y los sistemas complejos, áreas que acabarían llevándolo al #Nobel
📷 @NobelPrize
La lista es infinita: atascos de tráfico y bandadas de estorninos; glaciaciones y evolución del clima; sistemas de crecimiento en biomatemática; #COVID; …Y además en sus ratos libres (?) ha tenido tiempo para la política (científica y no) o los bailes folclóricos
📷Walter Baxter
En 2016 nos visitó en la @UAM_Madrid para impartir un Coloquio Paco Yndurain en el Dpto. de Física Teórica sobre la naturaleza y las descripción de los atascos, desde los sistemas de canicas hasta la teoría cuántica de campos
bit.ly/3BcB7aU
Pero vamos a destacar dos contribuciones que, por sí mismas, han justificado el premio Nobel, dos grandes cimas de su carrera elevadas sobre dos de los grandes temas que la unifican: el Desorden y el Caos.
Número 1️⃣: los vidrios de espín, o spin glasses. Imaginad los espines como flechitas pegadas a cada átomo de un material. A veces quieren colocarse paralelos entre sí, a veces antiparalelos. Pero… ¿qué ocurre si unos átomos quieren una cosa y otros quieren otra?
📷Zureks
Pues que unos espines quedan satisfechos y otros frustrados, y no pueden hacer nada para evitarlo. Un poco como en la vida real. De este conflicto surge el caos, y aquí es donde entra #Parisi.
Se podría pensar que el caos no tiene estructura ni simetrías, pero sería un grave error: está lleno de ellas. Parisi descubrió la simetría de réplicas, que surge al imaginar varias copias (réplicas) juntas de un sistema desordenado, interactuando de manera limitada.
📷#Matrix
A altas temperaturas el sistema entero es fluido y las réplicas se vuelven todas muy similares. Pero a bajas temperaturas cada una se congela en una configuración diferente, como un cristal sin orden aparente: la simetría de réplicas se ha roto.
📷 “Broken Symmetry” @Fermilab
De hecho, el concepto de simetría de réplicas es tan general que se ha terminado aplicando en muchísimas áreas de la Física Teórica, incluso en problemas en los que el desorden no es un elemento relevante.
Número 2️⃣: el crecimiento de superficies rugosas, otro tema en el que aparece un orden escondido en medio del caos. Imaginad, por ejemplo, una colonia de bacterias que crece en una placa de Petri. O un cristal de hielo en la ventana. O una mancha de café en el papel.
La interfaz (el contacto entre el sustrato y lo que crece) es típicamente rugosa. De hecho es un fractal, con irregularidades a todas las escalas y una cierta dimensión fractal. Uno pensaría que es meramente caótico, pero …
… subyace una simetría muy profunda, que llamamos la clase de universalidad de Kardar-Parisi-Zhang. La universalidad KPZ aparece en mil situaciones, de hecho no sólo en física.
¡Un ejemplo curioso! Si dibujas sobre un mapa los lugares a los que puedes llegar en 1
hora, 2 horas... desde un punto cualquiera (p.ej. el IFT, o los aeropuertos de Finlandia)
obtienes interfaces fractales que siguen la universalidad de KPZ
📷 Anita Graser @Maanmittauslaitos
#Parisi siempre ha buscado el orden en el caos, y nunca ha dejado de sorprendernos al encontrarlo en los lugares más inesperados. Sus maneras ingeniosísimas de tratar problemas intimidantes han maravillado a generaciones de físicos y físicas. Congratulazioni, Giorgio!!!
¡Fin del hilo!
Gracias a @cateddolo @jvrlag @PhysicsNapkins por la colaboración en la preparación de este hilo
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