Estudiante de Física encontró evidencias que refutan parte de la teoría de la dinámica no lineal

Estudio experimental aro rotante - Carrera de Física, UMSA 2020

Lucas Blitz Lozada, estudiante de Física en la UMSA, realizó un proyecto experimental en un aro rotante en el cual demostró situaciones atípicas de multiestabilidad de la masa. Además de determinar su carácter independiente, también ratificó parte de la teoría vigente en la última década.

Utilizando una manguera plástica, un motor (de licuadora) modificado con ayuda de un potenciómetro, un tacómetro construido a partir de un sensor de campo magnético que mide la intensidad en tiempo real a través de un imán y una cámara fotográfica, Lucas Blitz Lozada, construyó un aro rotante y demostró situaciones atípicas de multiestabilidad que tendrían su razón en la independencia total de la masa.

Montaje del taller para la simulación de multiestabilidad

“Los textos dicen que uno debería esperar que exista tendencia por una de las ramas, pero el experimento que hemos realizado muestra que lo que se necesita para no tener esa tendencia de carácter equiprobable es un número suficientemente grande de datos, condiciones iniciales suficientemente aleatorias y un montaje experimental bien armado y bien calibrado.”, señaló Lozada.

El experimento del aro rotante probó distintas variables con tres objetos diferentes: esferas o perdigones de estaño, fluidos y finalmente ambos combinados, donde se estudiaron variables de equiprobabilidad (resultado probable al igual que otros). En el caso de las esferas, refuta aseveraciones de libros actuales de dinámica no lineal, en los diagramas de bifurcación sin tendencia por una de las ramas.

Una de las situaciones atípicas consistiría en que una vez iniciado el experimento una esfera permaneció en el punto inicial de equilibrio. “Es algo increíble que se haya podido observar esto, esta configuración de hecho no es estable, lo que se observaba es que la esfera que permanecía en el punto inicial de equilibrio oscila alrededor de esta, para luego ascender por una de las ramas, lo cual está en concordancia con la teoría. No deja de ser interesante que hayamos encontrado estas situaciones que las denominamos patológicas o situaciones de multiestabilidad”, reveló.

Situación atípica de multiestabilidad con tres esferas. Bifurcación.
Situacion atípica de “multiestabilidad” con tres esferas y velocidad angular 58.3 rad/s

El trabajo es fruto de prototipos realizados en 2016, pues en la clase de mecánica clásica se obtuvieron interesantes resultados, indicó Lozada. El proyecto tuvo mayor abundancia en investigación, donde colaboró Marcelo Ramírez, docente en mecánica no lineal, además de ser tutor del mismo.

Finalmente, Lozada comentó lo siguiente: “Se puede determinar estadísticamente que las situaciones de multiestabilidad son insignificantes, pero no deja de ser interesante”. Destacó que las situaciones asimétricas de fluidos aislados se deben a otros factores que deben ser considerados como las fuerzas internas, la velocidad crítica con relación a la viscosidad y las aceleraciones debidas a la gravedad. “El hecho de que haya observado el carácter equiprobable independientemente de una esfera, varias esferas o incluso un fluido debe considerarse como continuo, cumple la hipótesis del sistema”, indicó. 

El trabajo obtuvo un segundo lugar en presentación de pósters por el proyecto, en el decimosexto concurso Latin American Workshop Nonlinear Phenomena en 2019, por primera vez realizado en Bolivia. Por otro lado, se escribió un artículo sobre el trabajo que será publicado en el próximo número de la Revista Nacional de Física. Lozada es egresado de la carrera de Física de la Universidad Mayor de San Andrés y colabora en el instituto de investigaciones de dicha área, tanto en el sector teórico como en el grupo de sistemas complejos.

REPUESTA / La Paz
Carlos Gabriel Chuquimia Aliaga

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