Crédito:Instituto de Física de Leiden
Una colección de engranajes específicamente diseñada es suave en un extremo y rígida en el otro. Estas robustas propiedades se mantienen incluso en caso de imperfecciones de fabricación. Esta investigación emergente puede conducir a nuevas formas de diseñar dispositivos adaptados como rastreadores de satélites o relojes, y el estudio ha sido reportado en Revisión física X .
Imagínese dos ruedas dentadas conectadas. Girar uno en el sentido de las agujas del reloj hace que el otro gire en el sentido contrario a las agujas del reloj. Conectar una tercera marcha a ambos hace que el sistema se atasque. Los físicos de Leiden Anne Meeussen y Jayson Paulose ahora han desarrollado un conjunto complejo de engranajes que se pega en un solo lugar, pero que opera en otro. Considerado como un nuevo metamaterial, es rígido en un extremo y suave en el otro.
En el video a continuación, este notable mecanismo parece mágico, pero los investigadores lo idearon matemáticamente. 'La belleza de este principio es que es un sistema robusto, ', dice el líder del grupo, el profesor Vincenzo Vitelli. 'Podemos decidir qué partes son blandas o rígidas, y el mecanismo sigue funcionando incluso si los engranajes son imperfectos. Esta propiedad a menudo se denomina robustez topológica '.
Debido a que las propiedades de rigidez son inherentes al sistema, Los fabricantes pueden utilizar el principio para construir dispositivos mecánicos como relojes con componentes más baratos. preservando el rendimiento. Vitelli:'Esto puede aplicarse mejor a los dispositivos de seguimiento, como los rastreadores por satélite que se basan en mecanismos adaptados ».
El desarrollo está inspirado en aisladores topológicos electrónicos, que ganó el Premio Nobel de Física 2016. Aíslan por dentro, pero conducen electricidad en sus superficies. E incluso si tienen imperfecciones, la corriente seguirá fluyendo. En lugar de propiedades electrónicas, El grupo de Vitelli aborda la rigidez. Sus sistemas son rígidos en lugares seleccionados y suaves en otros, independientemente de las imperfecciones.
