Nikolai Brilliantov, matemático del Instituto de Ciencia y Tecnología de Skolkovo, Rusia, descubrió un nuevo estado de la materia, generado por comportamientos colectivos de partículas similares a los exhibidos por algunas especies vivientes, expandiendo un campo de la ciencia que rara vez adquiere nuevos contornos. .
Según la segunda ley de Newton, «la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es proporcional al producto de su masa y su aceleración adquirida». Por tanto, un objeto se mueve más rápido o más lento al recibir un «empujón» en función de sus características.
Sin embargo, señala Brilliantov, gran parte de la materia en el mundo está activa y actúa en sus propias condiciones. Las bacterias, las aves, los peces y los seres humanos, por ejemplo, pueden interactuar con lo que les afecta. Por cierto, lo mismo puede suceder con los seres no vivos.
En esta categoría se encuentran las nanopartículas llamadas «partículas de Janus», compuestas por dos caras con diferentes propiedades químicas, que les permiten emprender movimientos más allá del alcance de quienes son pasivos frente a las fuerzas de la naturaleza.
Para comprender mejor los más pequeños, Brilliantov y su equipo decidieron aplicarlos a modelos informáticos. Fue entonces cuando tuvieron una sorpresa.
A partir de los análisis realizados por los investigadores, se encontró que, aunque no interactúan conscientemente con el medio ambiente, las nanopartículas activas actúan como bacterias o especímenes con fuentes de energía internas sin las capacidades de procesamiento de información, resultando en un «estado de banco «, en traducción libre.
La segunda ley de Newton es inexorable, pero depende.La fuente: la reproducción
«Nadie me ordena»
Primero, los científicos explican que en la materia pasiva pueden coexistir diferentes estados. Aunque el agua de un vaso se evapora y gradualmente se carbonata, por ejemplo, el agua que queda sigue siendo líquida. Por otro lado, con el principio activo, esto no sucede. Es todo líquido, todo sólido o todo gaseoso, sin concesiones.
Además, de forma complementaria, estas nanopartículas se agrupan en grandes conglomerados – o cuasipartículas – que se mezclan en un patrón circular alrededor de un vacío central, como un remolino de sardinas. La idea de denominar «bajíos» a estas configuraciones y lo que constituye un «estado escolar» surgió precisamente de este escenario.
¿Crees que la novedad se dobla a las reglas tradicionales? Ciertamente no. En el mencionado estado de turbulencia, las partículas violan la Segunda Ley de Newton, no acelerando bajo la aplicación de una fuerza y manteniendo el mismo ritmo que seguían antes de la intervención.
“Simplemente se mueven a una velocidad constante, lo que es absolutamente sorprendente”, dice Brilliantov.
Los cardúmenes, enjambres y bandadas de pájaros exhiben un comportamiento similar.La fuente: Pixabay
De la teoría a la práctica
Publicado en la revista Informes científicos en octubre de 2020, los resultados obtenidos se refieren a simulaciones básicas. Por ello, el matemático y su equipo pretenden crear modelos más complejos, insertando también partículas de material activo con capacidad de procesamiento de información, más cercanas a los insectos, lo que puede ayudar a profundizar lo que gobierna tales aglomeraciones.
«Es muy importante que veamos que la naturaleza del material activo» es mucho más rica que la del material pasivo, argumenta Nikolaï, que no excluye, a largo plazo, la creación de materiales autoensamblables.