PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2021

Mathématiques du chaos et des fluctuations pour décrire les systèmes complexes

L’Italien Giorgio Parisi est récompensé « pour la découverte de l'interaction du désordre et des fluctuations dans les systèmes physiques de l'échelle atomique à planétaire ». Il est né le 4 août 1948 à Rome (Italie). Après des études supérieures à l’université de Rome La Sapienza, il y obtient son doctorat en 1970 sous la direction de Nicola Cabibbo (1935-2010) dans le domaine de la physique théorique des particules élémentaires. Chercheur au Laboratoire national de physique nucléaire de Frascati, dans la banlieue de Rome, à partir de 1971, il fait de longs séjours aux États-Unis et en France, notamment à l’École normale supérieure de Paris. Nommé professeur en 1981, il enseigne d’abord à l’université de Rome Tor Vergata, puis à partir de 1992 à l’université de Rome La Sapienza. Chercheur fécond et original, il fait évoluer avec succès l’approche théorique de nombreux domaines comme la physique des particules, et particulièrement la chromodynamique quantique, la mécanique statistique, la dynamique des fluides et la physique des solides. Il a de plus démontré l’intérêt de certaines méthodes de la physique théorique pour étudier les réseaux neuronaux, les systèmes immunitaires ou le mouvement des groupes d’animaux. Il s’est aussi intéressé à la construction d’ordinateurs spécifiquement conçus pour une tâche précise.

Le prix Nobel de physique qu’il reçoit en 2021 en même temps que deux spécialistes des modèles climatiques couronne ses apports dans la compréhension des liens entre les fluctuations et le désordre dans des systèmes complexes. Dès les années 1970, Parisi avait réussi à appliquer à l’étude des transitions de phase dans les solides les techniques liées aux théories des champs conçues pour comprendre la physique des particules. Ses études subséquentes des « verres de spin », un système modèle représentant un ensemble d’aimants dont les interactions sont frustrées par le désordre, ont initié une kyrielle de travaux théoriques avant d’être proposés comme des modèles éventuellement pertinents pour la description de systèmes désordonnés concrets, de la dissémination d’un virus aux aspects turbulents des mouvements de l’atmosphère si difficiles à prendre en compte dans les modèles climatiques. Ses travaux sur l’optimisation combinatoire ont amené de nombreux résultats nouveaux sur des problèmes classiques – comme celui du « représentant de commerce » ou celui de « l’entassement de sphères dures » – et ont permis des développements algorithmiques essentiels à l’analyse de problèmes stochastiques.