Un cierto fenómeno ha confundido a los científicos durante casi dos siglos: olas solitarias, extrañamente altas y rápidas, que se mueven independientemente del reflujo y fluyen a su alrededor.
Más recientemente, una razón urgente para entender estas olas se hizo evidente, cuando grandes versiones de ellas, 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 e Informática Gina Cody de Concordia, ha pasado décadas tratando de decodificar estas ondas solitarias y predecir sus movimientos. Sus hallazgos más recientes, publicados 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 ondas solitarias. Se organizan de formas intrigantes, moviéndose en armonía inesperada.
El equipo de su laboratorio registró las ondas que surgen espontáneamente pero simultáneamente. Rápidamente se organizaron simétricamente, todas espaciadas uniformemente, viajando a la misma velocidad.
Mirándolos, un observador recordaría un baile, dice Vatistas.
"Sabemos cómo se comportan los grupos. Ahora, como ingenieros, ¿cómo usamos esto para mejorar la vida humana?"
Ejemplos en toda la naturaleza
Las ondas tipo tsunami ocurren mucho más allá de los océanos y ríos. El fenómeno aparece en toda la naturaleza y la tecnología: en circuitos eléctricos, en ondas acústicas, en la atmósfera alrededor de los polos Norte y Sur, en fluidos de plasma, fibras ópticas, movimiento de ADN, inclusoen teoría cuántica.
Cuanto más Vatistas ha aprendido sobre sus movimientos únicos, más fascinante los encuentra.
"Si tiene dos ondas solitarias, por ejemplo, viajando una hacia la otra, pueden atravesarse prácticamente sin verse afectadas", explica Vatistas. Las simulaciones han demostrado que las ondas chocarán y luego continuarán su camino.
Aún más dramáticamente, los tsunamis oceánicos pueden viajar increíblemente rápido, más rápido que un jumbo Boeing 747.
Cuando las ondas se crean en un laboratorio, aparecen patrones aún más curiosos.
Vatistas usa un tanque cilíndrico hecho de plexiglás con una salida en un extremo que se detiene con un corcho. El tanque puede llenarse con agua y luego dirigirse, con el movimiento del agua capturado en 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 paredes de agua, aparecerá un triángulo, luego un cuadrado, un pentágono y un hexágono.
Vatistas creó por primera vez una onda solitaria giratoria en 1990: una onda es más fácil de estudiar cuando gira o gira en lugar de viajar en una dirección lineal, lo que elimina la necesidad de perseguir su progreso.
El equipo de investigación de Vatistas está formado por Hamid Ait Abderrahmane de la Universidad de Khalifa en Abu Dhabi, el profesor de ingeniería de Concordia Hoi Dick Ng y el estudiante graduado Pooya Soltanian Sedeh. Para este estudio, crearon un grupo o una serie de olas. Su récord es 13 en elmisma órbita
Después de su "baile" sorprendentemente coordinado, el equipo observó cómo todas las olas se acumulaban en el mismo lugar y luego se extinguieron simultáneamente, un momento que actualmente están tratando de cuantificar con mayor precisión.
video de YouTube: http://youtu.be/vSzA9D1TTTY
Aprovechándolo
Además de tratar de 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.
El nuevo documento probablemente será especialmente interesante para los matemáticos, dice. No se anticipó el ritmo de las olas, lo que sugiere que no pueden ser completamente modeladas por la fórmula existente para predecir sus movimientos, llamado modelo Korteweg-de VriesSe deben descubrir nuevas matemáticas para darles cuenta.
"Tienes que entenderlo, y luego aprovecharlo", dice.
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Materiales proporcionado por Universidad de Concordia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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