El orden y el desorden pueden parecer condiciones dicotómicas de un sistema en funcionamiento, sin embargo, ambos estados pueden, De hecho, existen de forma simultánea y duradera dentro de un sistema de osciladores, en lo que se llama un estado de quimera. Tomando su nombre de una criatura compuesta en la mitología griega, este estado exótico todavía tiene mucho misterio, pero su naturaleza fundamental ofrece potencial para comprender la dinámica de gobierno en muchos campos científicos. Un equipo de investigación de la Universidad de Nuevo México ha avanzado recientemente en este conocimiento con un trabajo que se publicará esta semana en la revista Caos .

"Un sistema de osciladores" puede sonar oscuro, pero en realidad describe, de una forma muy general pero fundamental, todo tipo de sistemas físicos.

"Se puede pensar en muchos sistemas biológicos como poblaciones de osciladores. Los latidos del corazón son simplemente células del corazón oscilantes sobre las que se propaga una onda. Y las neuronas del cerebro también son osciladores, y han sido tratados con estos métodos, "dijo Karen Blaha, un investigador postdoctoral en la Universidad de Nuevo México que trabaja en el proyecto. "Pero hacer experimentos en esos sistemas es realmente realmente difícil. Las células pueden morir y si puede manipularlos de manera que pueda medir los datos, es posible que no se estén comportando como lo hacen de forma natural ".

Por esta razón, el equipo, dirigido por Francesco Sorrentino, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Nuevo México, construido sobre el trabajo anterior realizado para comprender los estados de quimera con osciladores mecánicos, en este caso una colección de metrónomos, descansando sobre plataformas acopladas.

"El objetivo final es que estos sistemas se comporten mejor que los sistemas biológicos para los que esperamos que eventualmente puedan ser buenos sustitutos, "Dijo Blaha.

El equipo construyó un sistema de tres plataformas acopladas, cada uno soportando hasta 15 metrónomos de tictac cuyos movimientos fueron rastreados individualmente. Un estado de quimera en este sistema consistió en en fase, o sincrónico, movimiento de un subconjunto de los metrónomos, y movimiento asincrónico de los demás. Variando las características del sistema, como la fuerza de acoplamiento entre las plataformas o el número de metrónomos, pudieron deducir qué factores condujeron a estados de quimera más perfectos.

De particular interés en este experimento fue el efecto que las simetrías del sistema tuvieron sobre el surgimiento de estados quimeras. Sorrentino y su equipo miraron, por ejemplo, el efecto de tener la misma resistencia frente a diferentes fuerzas de acoplamiento de las plataformas exteriores a la plataforma central.

"Reúne un nuevo ingrediente que hace que todo sea más complejo. Básicamente, nos preguntamos cómo puede ocurrir este tipo de comportamiento mixto en sistemas que tienen simetrías. Y nuestro trabajo es experimental, por lo que vemos este estado de quimera en sistemas con simetrías. , "Dijo Sorrentino.

Además de desarrollar un método para comprender mejor estos importantes, sistemas complejos, Sorrentino ve el esfuerzo como una poderosa herramienta educativa. La escala de la mesa y la naturaleza visual de las medidas y los efectos ofrecen a los estudiantes una participación más directa con los conceptos que se investigan.

"Es una experiencia completa para el estudiante [y] tenemos una amplia autoría, "Sorrentino dijo, destacando la colaboración entre estudiantes universitarios, estudiantes graduados e investigadores senior. "Es realmente un esfuerzo de equipo".

El trabajo futuro del diverso equipo investigará otras simetrías, así como diversos factores como el método de acoplamiento. También planean agregar métodos para controlar el sistema y la sincronía. “Estamos trabajando en varias direcciones. Definitivamente las simetrías son algo que tendremos en cuenta e intentaremos generalizar a situaciones más complejas, "Dijo Sorrentino.