Física No Lineal

Colaboradores: 
Italo Bove
Sandra Kahan

Descripción

La Mecánica Estadística es una herramienta indispensable para el estudio de las propiedades físicas de sistemas “macroscópicos” con base en los comportamientos dinámicos de sus partes “microscópicas”. Sus fundamentos yacen en los principios de la Matemática Estadística y en la Mecánica Hamiltoniana, y han probado ser de inmenso valor para la Física por más de una centuria. Por otro lado, y más recientemente, el intenso énfasis que han cobrado los fenómenos de la Física no lineal no parece disminuir con el tiempo debido a la gran gama de posibilidades tecno-científicas que continuamente surgen. Prácticamente de la mano de estas dos grandes ramas de la Física surge el estudio de los comportamientos caóticos y fractales que ciertos sistemas exhiben. Las apariencias estéticas que resultan de dichas dinámicas sólo pueden comenzar a esgrimir la gran fascinación que han generado dentro y fuera de la comunidad científica.

Un sistema físico, casi paradigmático en lo que refiere a todas las características antedichas, son los fluidos. Los fluidos se comportan como una entidad constituida por un sin número de elementos casi independientes, a pesar de considerarse como un medio continuo, involucrando demasiadas escalas y variaciones aleatorias de los campos relevantes como para un análisis directo. Además, en función de sus propiedades características, su comportamiento puede alejarse apreciablemente del de un sistema lineal, exhibiendo movimientos turbulentos e inestabilidades, como también fenómenos puramente no lineales como las transiciones de fase y la formación de patrones.

Por otro lado, la dinámica de sistemas acoplados no lineales presenta otra faceta de la investigación posible utilizando el vínculo técnico de usar la Mecánica Estadística y la Física No Lineal como herramientas. Se encuentra que la topología y forma de las interacciones (las cuales constituyen redes complejas) puede llevar a que los sistemas (principalmente osciladores y mapas, los cuales constituyen un segundo tipo de paradigma) exhiban evoluciones correlacionadas: sincronización. En situaciones donde existen gran cantidad de unidades dinámicas que interactúan de alguna forma, se observa que la sincronización mutua es muy similar a una transición de fase, tal como el congelamiento del agua o la magnetización espontánea de un ferro-magneto, resultando en ecuaciones dinámicas idénticas.

Página del grupo:   http://fisicanolineal.fisica.edu.uy