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 Profesor Gregory
Falkovich del Departamento de Física de Sistemas Complejos, en colaboración con
el grupo de investigación del Profesor 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.
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