Un reciente estudio realizado por el Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile ha propuesto un modelo que busca predecir cómo surgen las turbulencias en diversos contextos, como en óptica, reacciones químicas, biológicas e incluso económicas. El estudio fue liderado por el académico Marcel Clerc, quien asegura que entender los comportamientos turbulentos podría ayudarnos a evitarlas, controlarlas e incluso propiciarlas si así lo deseáramos.
El Dr. Clerc, también graduado de la Universidad de Nice, Sophia Antipolis en Francia, explicó que el trabajo implicó la determinación de un sistema óptico. Este sistema se basa en un canal muy delgado, casi unidimensional, desarrollado en laboratorio, en el que un láser interactúa con un material especial, un cristal líquido.
Las turbulencias son un fenómeno asociado a un fluido desordenado, como un río caudaloso, la atmósfera terrestre, o el aire en torno al movimiento de vehículos a altas velocidades. Aunque las turbulencias son un fenómeno conocido y han sido representadas por grandes artistas como Leonardo Da Vinci, su total comprensión aún sigue siendo un desafío.
En los últimos años, el interés en estudiar las propiedades de los comportamientos turbulentos ha aumentado. Simón Navia, primer autor de la investigación, explicó que en su estudio se analizaron las turbulencias en relación con la óptica. Gracias a su trabajo, ahora tienen evidencia concreta de la existencia de turbulencias en sistemas ópticos, lograda a través de un robusto modelo teórico que indica cómo las turbulencias se crean.
El objetivo del equipo es entender la aparición de este fenómeno en diferentes contextos. Un ejemplo concreto de turbulencia se ha observado en las bolsas de valores, con efectos no siempre beneficiosos para la sociedad. Sería interesante, reflexiona Clerc, aplicar su modelo en un lugar como la bolsa. Además, los procesos de mezcla de sustancias en presencia de turbulencia han demostrado ser más eficientes. Por lo tanto, entender mejor las turbulencias podría beneficiar procesos como la combinación de minerales fundidos o la elaboración de mezclas alimenticias.
El equipo de investigación estuvo conformado por Pedro Aguilera y Simón Navia, ambos estudiantes del magíster en ciencias mención física de la Universidad de Chile. Ambos realizaron el experimento en el Laboratorio de Fenómenos Robustos de la Universidad de Chile (Lafer) en el Edificio del Departamento de Física, bajo la guía del Dr. Marcel Clerc.
Es en el Lafer donde se encuentra la válvula de cristal líquido con retro inyección óptica, un experimento clave para estudiar fenómenos complejos en óptica. Allí, es posible estudiar en tiempo real lo que está sucediendo en el experimento. Por otro lado, el modelo teórico fue posible estudiarlo gracias a simulaciones computacionales.
Ahora, el equipo, con el apoyo del Instituto Milenio de Óptica MIRO, planea estudiar el fenómeno en dos dimensiones, donde las propiedades de la turbulencia podrían volverse más complejas. Los resultados del estudio fueron publicados por la revista Optics Letters bajo el título «Optical feedback induced spatiotemporal patterns with power law spectra in a liquid crystal light valve» («Patrones espacio temporales inducidos por realimentación óptica con espectros de ley de potencia en una válvula de luz de cristal líquido»). Para ver el estudio completo, visite el siguiente enlace: https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-49-12-3292.