La dispersión de ondas aparece prácticamente en todas partes en la vida cotidiana, desde conversaciones entre habitaciones, a las olas del mar rompiendo en la orilla, de coloridos atardeceres, a las ondas de radar que se reflejan en los aviones. Los fenómenos de dispersión también aparecen en ámbitos tan diversos como la mecánica cuántica y la gravitación. Según Pavel Ginzburg, profesor de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Tel Aviv, estos fenómenos se vuelven especialmente interesantes cuando las ondas en cuestión encuentran un objeto en movimiento.

El efecto Doppler cotidiano es familiar:se observa como el cambio audible en el tono que se produce, por ejemplo, cuando se acerca la sirena de un camión de bomberos, pasa, y retrocede. La idea de que la frecuencia observada de una onda depende de la velocidad relativa de la fuente y el observador, un aspecto popularizado de la teoría de la relatividad de Einstein, implica implicaciones cósmicas para el efecto Doppler, particularmente para ondas de luz. Ahora, parece que entre la relatividad y el régimen de ondas clásico (estacionario), existe otro régimen de fenómenos ondulatorios, donde la memoria influye en el proceso de dispersión.

El efecto de memoria altera la firma de la onda Doppler

Como demostró recientemente un equipo de científicos dirigido por Ginzburg, incluido el autor principal Vitali Kozlov y los coautores Sergey Kosulnikov y Dmytro Vovchuk, el efecto Doppler puede ser alterado dramáticamente por recuerdos de interacciones de ondas anteriores. Específicamente, cuando los dipolos giratorios están dispuestos para retener una larga memoria de interacciones pasadas con una onda incidente, la firma Doppler muestra picos asimétricos en el espectro disperso. En lugar de desvanecerse rápidamente, estas interacciones pasadas duraderas afectan la evolución presente y futura del sistema en estudio.

"El efecto memoria recién descubierto es universal, "observa Ginzburg, "Puede surgir en una variedad de escenarios relacionados con las ondas, desde la óptica, donde los láseres son moléculas en rotación, a la astronomía, donde los dipolos giratorios pueden aproximarse a las estrellas de neutrones ". Aunque el efecto es universal, Ginzburg señala que no todos los dispersores poseen una memoria larga. "El efecto se introduce a propósito, por ejemplo, con circuitos agrupados en el caso de aplicaciones electromagnéticas, "explica Ginzburg. Especula que el efecto de memoria puede contribuir a una mayor eficiencia de la identificación y clasificación de objetivos de radar, entre otras aplicaciones, como la radiometría estelar.

El equipo de Ginzburg se propuso responder a la pregunta de si existe "un régimen de interacción pasado por alto, que, por un lado, no requiere velocidades relativistas pero, por otro lado, no se puede explicar directamente con la física estacionaria clásica ". El equipo eligió un caso simple de un dipolo giratorio como modelo matemático que es" capaz de describir las propiedades de muchos objetos reales , como los cuásares en astronomía o las palas giratorias de un helicóptero en aplicaciones de radar, "según Ginzburg.

Los investigadores esperan que estos efectos de memoria recientemente demostrados se utilicen para avanzar en nuestra comprensión del universo que nos rodea y ayudar a dar lugar a nuevas aplicaciones tecnológicas que aprovechan los materiales de memoria larga para imprimir firmas de movimiento en ondas dispersas.