Cierto fenómeno ha confundido a los científicos durante casi dos siglos:ondas solitarias, extrañamente alto y rápido, moviéndose independientemente del reflujo y el flujo a su alrededor.

Más recientemente, una razón urgente para comprender estas ondas se hizo evidente, cuando versiones enormes de ellos (tsunamis monstruosos) mataron a más de un cuarto de millón de personas en el sur de Asia en 2004 y cerca de 20, 000 en Japón en 2011.

Georgios Vatistas, profesor de ingeniería mecánica en la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Computación Gina Cody de Concordia, Lleva décadas intentando decodificar estas ondas solitarias y predecir sus movimientos. Sus descubrimientos más recientes, publicado este mes en la revista Revisión física E , empujó el campo hacia adelante al observar cómo se comportan las ondas cuando ocurren en una serie.

La investigación de Vatistas sugiere que hay mucho que aprender de estos "grupos" de olas solitarias. Se organizan de formas intrigantes, moviéndose en una armonía inesperada.

El equipo de su laboratorio registró las ondas que surgen de forma espontánea pero simultánea. Rápidamente se organizaron simétricamente, todos espaciados uniformemente, viajando a la misma velocidad.

Observándoles, un observador recordaría un baile, Dice Vatistas.

"Sabemos cómo se comportan los clústeres. Ahora, como ingenieros, ¿Cómo usamos esto para mejorar la vida humana? "

Ejemplos en toda la naturaleza

Olas similares a tsunamis ocurren mucho más allá de los océanos y los ríos. El fenómeno aparece en toda la naturaleza y la tecnología:en los circuitos eléctricos, en ondas acústicas, en la atmósfera alrededor de los polos norte y sur, en fluidos plasmáticos, fibra óptica, Movimiento del ADN, incluso en la teoría cuántica.

Cuanto más ha aprendido Vatistas sobre sus movimientos únicos, cuanto más fascinantes los encuentra.

"Si tienes dos olas solitarias, por ejemplo, viajando el uno hacia el otro, pueden atravesarse prácticamente intactos, "Vatistas explica. Las simulaciones han demostrado que las olas chocarán y luego continuarán su camino.

Aún más dramáticamente, Los tsunamis oceánicos pueden viajar increíblemente rápido, más rápido que un avión jumbo Boeing 747.

Cuando las ondas se crean en un laboratorio, aparecen patrones aún más curiosos.

Vatistas utiliza un tanque cilíndrico hecho de plexiglás con una salida en un extremo tapada con un corcho. El tanque puede llenarse con agua y luego dirigirse, con el movimiento del agua capturado por la cámara.

En el pasado, Vatistas demostró que las ondas forman formas en el espacio vacío en su núcleo creado por la fuerza centrífuga. Rodeado de muros de agua, aparecerá un triángulo, luego un cuadrado, un pentágono y un hexágono.

Vatistas creó por primera vez una onda solitaria rotatoria en 1990:una onda es más fácil de estudiar cuando gira o gira en lugar de viajar en una dirección lineal, eliminando la necesidad de perseguir su progreso.

El equipo de investigación de Vatistas está formado por Hamid Ait Abderrahmane de la Universidad Khalifa en Abu Dhabi, El profesor de ingeniería de Concordia, Hoi Dick Ng, y el estudiante de posgrado Pooya Soltanian Sedeh. Para este estudio, crearon un grupo o una serie de ondas. Su récord es de 13 en la misma órbita.

Después de su baile sorprendentemente coordinado, "el equipo observó cómo todas las olas se acumulaban en el mismo lugar y luego se apagaban simultáneamente, un momento que actualmente están tratando de cuantificar con mayor precisión.

Aprovechándolo

Además de intentar predecir tsunamis con mayor precisión, un campo que ha crecido en los últimos años, particularmente en Japón después de 2011 — Vatistas también ha visto cómo los investigadores en otros campos han traducido y agregado a sus hallazgos.

Es probable que el nuevo artículo sea especialmente interesante para los matemáticos, él dice. El ritmo de las olas no se anticipó sugiriendo que no pueden ser completamente modelados por la fórmula existente para predecir sus movimientos, llamado modelo Korteweg-de Vries. Se deben descubrir nuevas matemáticas para explicarlas.

"Tienes que entenderlo, y luego lo aprovechas, " él dice.