Ondas del futuro

En la naturaleza, las olas como las del océano, comienzan como oscilaciones locales en el agua que se extienden en modo expansivo desde su punto de origen. Sin embargo, los fans de la serie de televisión Viaje a las Estrellas (Star Trek) recordarán un tipo diferente de patrón de ondas: el rayo tractor. La tecnología del rayo tractor, si existiera, se basaría en ondas que van en la dirección opuesta, que convergen desde afuera hacia el punto de origen. En el programa, la nave Enterprise envía un rayo tractor, como un lazo de vaquero, para adherirse a un objeto flotante en el espacio y atraerlo hacia la nave.

El Prof. Gregory Falkovich del Departamento de Física de Sistemas Complejos, en colaboración con el grupo de investigación del Prof. Michael Shats de la Universidad Nacional de Australia, Canberra, recientemente mostró que la idea podría no ser totalmente ciencia ficción.

De hecho, el concepto básico se basa en la investigación de un físico y matemático inglés del siglo XIX, George Stokes, que examinó la física de las ondas con gran detalle. Para ello, él colocó pequeñas esferas en un líquido y observó su movimiento en las ondas de fluido. En ese momento la teoría predominante sostenía que si una onda era muy pequeña, una pequeña esfera sobre ella se movería dentro de un círculo cerrado. Stokes descubrió que el camino de la esfera no sería exactamente un círculo cerrado. En lugar de ello, seguiría la trayectoria hacia el interior de un espiral. Esta idea, que se conoce como la "deriva de Stokes," se suponía que era casi exclusivamente teórica. Uno podría ser capaz de crear condiciones en un laboratorio, pero en la naturaleza sería difícil encontrar ondas lo suficientemente pequeñas que exhibieran la deriva de Stokes.

Los colaboradores de Falkovich, ayudados por tecnologías de observación del siglo XXI, reprodujeron los experimentos de Stokes para observar partículas moviéndose en pequeñas ondas de luz. Ellos descubrieron, para su sorpresa, que la representación tridimensional de la trayectoria de las partículas se asemeja a un borracho caminando a su casa. Sin embargo, en su trabajo de colaboración, los investigadores demostraron que no sólo este movimiento no es aleatorio, sino que es predecible y que incluso puede ser planificado con anticipación.

Usando este conocimiento, los científicos demostraron el principio utilizando dos vórtices de fluido controlado. Entre ellos una onda fluyó "hacia atrás" hasta el punto de origen de las oscilaciones que la crearon. Algunos de los científicos en el grupo ya están concibiendo la creación del "rayo tractor" en el agua, que podría por ejemplo atrapar barcos piratas en el Océano Índico y tirar de ellos. Ideas más modestas (aunque todavía futuristas) incluyen el uso de estas ondas para limpiar la contaminación del océano.