Cómo distinguir el caos del orden por la huella de una partícula exprés
Lanza una piedra a un estanque tranquilo: las ondas se expandirán uniformemente. Lánzala a una corriente turbulenta: el agua girará de manera impredecible. Una pregunta similar ha inquietado a los científicos durante mucho tiempo: ¿cómo saber, solo por la trayectoria de una partícula, si su movimiento es caótico? Antes, era necesario comparar la trayectoria de la partícula con las vecinas, lo cual era complicado y lento. Ahora se ha propuesto un método que prescinde de tales comparaciones.
En lugar del espacio ordinario, los científicos observan un espacio especial donde cada punto representa simultáneamente la posición y la velocidad de la partícula. La trayectoria de la partícula en este espacio es como una línea en un mapa, pero un mapa inusual. Si el movimiento es ordenado, esta línea permanece suave y corta, como un hilo tenso. Si el movimiento es caótico, la línea se vuelve irregular y larga, como una costa con innumerables bahías y cabos. Precisamente la longitud de esta línea es lo que se propone medir.
Para distinguir el caos del orden, los científicos observan cómo cambia la longitud de la línea con el tiempo. En el movimiento ordenado, esta longitud permanece constante, como un paso regular. En el caótico, la longitud crece, pero no de cualquier manera, sino según una ley especial, similar al ruido de las olas: cuanto más tiempo observas, más cambios se acumulan. Esta ley ya es conocida por los físicos y se llama «ruido rosa»: se encuentra en la música, en los latidos del corazón e incluso en el parpadeo de las estrellas.
Este enfoque se probó en dos problemas clásicos donde el caos y el orden coexisten, como calles de una ciudad antigua. En ambos casos, el método señaló sin error dónde el movimiento es ordenado y dónde es caótico. Y todo ello sin los cálculos complejos que antes eran obligatorios. Ahora es posible marcar rápidamente grandes regiones del espacio, lo que será útil para enseñar a las computadoras a reconocer el caos y el orden en sistemas muy diversos, desde el movimiento de los planetas hasta los latidos del corazón.
El ruido rosa, que ayuda a distinguir el caos, se escucha en el sonido de las olas del mar y en el ritmo del corazón humano.