En un acuario del tamaño de una mesa de comedor, dos bancos de neones negros nadan en compartimentos adyacentes separados por una pared transparente. No pueden tocarse, pero ven cada movimiento. Y aquí está lo sorprendente: cuando un banco decide girar a la izquierda, el otro hace lo mismo un instante después. Como si dos péndulos colgados tras un cristal comenzaran a oscilar al unísono.

Los peces en un banco cambian constantemente de dirección, pero no de manera caótica. Su movimiento colectivo se estabiliza en uno de dos estados persistentes: o todos nadan a lo largo del lado largo del compartimento en una dirección, o en la opuesta. Es como un columpio que puede balancearse hacia la izquierda o hacia la derecha, pero no se detiene en el medio. Los cambios entre estados ocurren espontáneamente, impulsados por los movimientos aleatorios de los peces individuales. Cuando los bancos se ven entre sí, estos cambios comienzan a coincidir.

Los científicos midieron cómo la fuerza de esta sincronización depende del ancho del hueco entre los compartimentos. Resultó que la conexión decae con la distancia según una ley más lenta que una exponencial ordinaria: la longitud característica fue de unos 5 cm. Esto significa que los peces reaccionan al grupo lejano no como a individuos aislados, sino como al movimiento promedio de todo el banco. A cortas distancias importan los detalles; a largas, el ritmo general.

El resultado se describe con un modelo de dos osciladores estocásticos biestables acoplados. En este modelo, cada banco es un oscilador con dos estados estables, y el contacto visual es el acoplamiento que tiende a alinear sus fases. El modelo reproduce con precisión los datos experimentales y predice la información mutua entre los bancos. Esto demuestra que la naturaleza viva puede describirse con las mismas leyes matemáticas que los sistemas oscilatorios no vivos.

El trabajo llena un vacío en la comprensión del comportamiento colectivo: antes, los modelos solo consideraban interacciones locales entre vecinos, y aquí se relaciona cuantitativamente por primera vez la distancia entre grupos con la sincronización de fases de sus orientaciones colectivas. Esto podría ayudar en el desarrollo de sistemas de monitoreo de poblaciones silvestres y en la creación de grupos de robots que se coordinan mediante sensores ópticos sin contacto físico. Dos péndulos tras el cristal no son solo una metáfora, sino un modelo matemático preciso del mundo vivo.