Científicos chilenos desarrollan modelo para predecir turbulencias ópticas

Un equipo de científicos de la Universidad de Chile, liderado por el doctor Marcel Clerc, ha desarrollado un modelo teórico innovador que permite predecir la aparición de turbulencias en diversos contextos, tales como sistemas ópticos, reacciones químicas y procesos económicos. Este avance podría ser crucial para el control y aprovechamiento de estos fenómenos complejos.

“Los comportamientos turbulentos son universales. Comprender cómo funcionan nos ayudará a evitarlos, controlarlos o incluso propiciarlos si así lo deseamos”, afirmó Clerc, académico del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la universidad. La investigación se centró en un sistema óptico casi unidimensional, donde un láser interactúa con un cristal líquido, demostrando la existencia de turbulencias en estos sistemas.

¿Qué son las turbulencias?

Las turbulencias son un fenómeno asociado a la dinámica de fluidos, observable en ríos caudalosos, la atmósfera o el aire alrededor de vehículos a alta velocidad. Aunque conocidas desde tiempos de Leonardo Da Vinci, siguen siendo poco comprendidas. En los últimos años, la investigación en este campo ha cobrado relevancia.

Simón Navia, primer autor del estudio, explicó que analizaron “las turbulencias en óptica y ahora tenemos evidencia concreta de su existencia en sistemas ópticos. Logramos esto con un modelo teórico robusto que muestra cómo se generan”.

Aplicaciones y potencial del modelo

El modelo desarrollado tiene aplicaciones potenciales más allá de la óptica, como en la economía y la industria. “Las turbulencias se observan también en los mercados financieros, donde pueden tener efectos adversos. Aplicar nuestro modelo en la bolsa de valores sería muy interesante”, reflexionó Clerc.

Además, los procesos de mezcla de sustancias en presencia de turbulencias pueden ser más eficientes, beneficiando a sectores industriales como la metalurgia y la producción alimentaria.

El experimento fue realizado por Pedro Aguilera y Simón Navia, estudiantes del magíster en ciencias con mención en física, en el Laboratorio de Fenómenos Robustos (Lafer) de la Universidad de Chile, bajo la supervisión del Dr. Clerc. El modelo teórico fue validado a través de simulaciones computacionales.

El equipo, con el apoyo del Instituto Milenio de Óptica MIRO, planea ahora explorar las turbulencias en dos dimensiones, lo que podría revelar propiedades aún más complejas. Los resultados de esta investigación han sido publicados en la revista Optics Letters bajo el título “Optical feedback induced spatiotemporal patterns with power law spectra in a liquid crystal light valve”.