Sociedad

El secreto para crear joyas únicas se encuentra en la ciencia del caos

Investigadores combinan ciencia y arte para representar físicamente las oscilaciones caóticas de un circuito de Chua mediante una impresora 3D

Joyas que representan el movimiento caótico del circuito de Chua.
Joyas que representan el movimiento caótico del circuito de Chua. FOTO: Francesca Bertacchini, Pietro S. Pantano, Eleonora Bilotta Uso restringido para esta noticia

La teoría del caos trata sobre sistemas complejos, es decir, aquellos en los que hay más de una variable de las que depende el resultado de un experimento. La vida en sí misma está regida por el caos, y cualquier situación cotidiana es el mejor ejemplo. Puede que estemos cerrando la puerta de casa, pero al salir y justo dar la primera vuelta de llave, nos demos cuenta que nos hemos dejado los guantes. Abrir, coger los guantes y cerrar puede suponer 20 segundos, pero puede que en ese momento un vecino nos haya quitado el ascensor. Así, esa demora de 20 segundos pasa a ser de un par de minutos y, generalmente esta metáfora acaba con que a la pobre persona que se ha dejado los guantes la despiden del trabajo porque el retraso del ascensor resulta en que se encuentre con un atasco y el retraso pase a ser de más de una hora. En este artículo vamos a ser más indulgentes y vamos a pensar que justo al salir de la calle, el viento hace que le aterrice en el pie un billete de 50 euros que no habría estado ahí si no se hubiese demorado los dos minutos.

La vida es caos

Otro ejemplo de la teoría del caos utilizado habitualmente es el de un proverbio Chino, que afirma que el aleteo de las alas de una mariposa se puede sentir al otro lado del planeta. Independientemente del ejemplo que escoja el lector, lo importante es el mensaje. No se puede predecir qué va a suceder con sistemas complejos si los dejamos actuar el tiempo suficiente. Una definición muy ilustrativa de lo que es el caos fue formulada por el ya fallecido matemático y meteorólogo Edward Lorenz, y se puede traducir de la siguiente forma:

Pero no hace falta encontrar ejemplos tan complejos como la vida, el clima o una mosca que vuela sobre nuestro desayuno para no saber cuál va a ser el resultado. De hecho un sistema que parece simple, como el movimiento de un péndulo colgado en otro péndulo, se convierte en un sistema caótico tras dotarlo con la energía suficiente. Esto quiere decir que si tomamos la bola que cuelga de la primera y la llevamos a cierta altura, al soltarla podremos aproximar el movimiento de los primeros segundos, pero no mucho más allá, porque cualquier mínima variación supondrá muchísimo cambio a la larga.

Fotografía de larga exposición del movimiento descrito por un sistema de péndulo doble.
Fotografía de larga exposición del movimiento descrito por un sistema de péndulo doble. FOTO: George Ioannidis CC-BY 3.0

El caos hecho joya

Para estudiar los sistemas caóticos de forma precisa, se pueden utilizar objetos fácilmente controlables, como un circuito de Chua. Se trata de un circuito electrónico que se comporta de forma caótica y fue considerado como la primera prueba física, matemática y experimental del caos. El resultado de este circuito son unas oscilaciones con forma de doble vórtice que nunca pasan por el mismo lugar. Las aplicaciones de dicho circuito son principalmente en laboratorios que necesitan crear señales complejas, para crear canales de comunicación seguros o, incluso, para crear música alternativa aprovechando que su patrón siempre es único.

Pero tener para poder tocar dicho caos, unos investigadores de la universidad de Calabria han publicado en Chaos, de AIP Publishing, cómo convertir las estructuras fractales y retorcidas de dichas ondas en joyas mediante impresión 3D. Así, los investigadores pretenden unir ciencia y arte de una forma peculiar. Según explica la autora Eleonora Bilotta: “Estas configuraciones caóticas, denominadas atractores extraños, son estructuras complejas que nunca se habían observado antes. Las representaciones de tales estructuras son asombrosamente bellas, y cambian continuamente cuando se modifica el punto de vista” Es por esto que la joyería les pareció la mejor manera de interpretar la belleza de las formas caóticas.

La belleza del caos y la ciencia

Uno de los posibles usos de estas joyas es como herramienta educativa, porque permite al alumnado desarrollar tanto interés científico como creatividad. Manipulando las condiciones iniciales del circuito de Chua pueden manipular en cierta medida el caos y crear joyas con diferentes patrones, pero a no ser que den exactamente las mismas condiciones, todas y cada una de las joyas creadas serán únicas. Además, en el futuro, los autores quieren explorar representaciones del caos utilizando esferas y planean crear imágenes de patrones caóticos. Por último, han desarrollado una exposición científico-cultural que puede adaptarse a museos internacionales.

QUE NO TE LA CUELEN

  • Es importante no confundir un proceso caótico con uno muy complejo. Por ejemplo, la declaración de la Renta es un proceso complejo que contiene muchos pasos, pero si los comprendemos todos podemos averiguar si nos sale a pagar o a devolver y cuánto. Si la declaración fuese un proceso caótico, nunca seríamos capaces de averiguar el resultado hasta que abriésemos el sobre o mirásemos la página web

REFERENCIAS (MLA)