Tendencias21

Añadir desorden al desorden puede reducir el desorden total

Añadir más desorden al desorden puede reducir el desorden total. Esto, que es contraintuitivo, puede suceder a veces a nivel molecular. Así lo han comprobado científicos israelíes y eslovenos, que han combinado el desorden térmico, la entropía, con el desorden estructural, es decir, defectos en un sistema idealizado que pueden cambiar sus propiedades, entre dos sistemas de moléculas cargadas. A nivel social y económico es una propiedad que se conoce como ‘antifragilidad’.

Añadir desorden al desorden puede reducir el desorden total

Si usted cogiera los trastos del fondo de su armario y los mezclar con la ropa sucia del suelo, tendría un follón aún mayor. Si bien este principio es probable que siempre se cumpla en nuestros dormitorios, resulta que en ciertas situaciones, los líos combinados pueden reducir el desorden total.

Un equipo internacional de investigadores de Eslovenia e Irán ha identificado un conjunto de condiciones en las que la adición de desorden a un sistema hace que esté más ordenado. Este comportamiento se conoce como antifragilidad, un concepto introducido recientemente para describir fenómenos similares en las estadísticas, la economía y las ciencias sociales.

Como explican en un artículo publicado ayer en la revista Journal of Chemical Physics, los investigadores han encontrado una interacción contraintuitiva entre dos tipos diferentes de desorden. Uno de ellos es el desorden termodinámico, o entropía. El otro es el desorden estructural: defectos en un sistema idealizado que pueden cambiar sus propiedades.

"Uno espera que los diferentes tipos de desorden se sumen entre sí para provocar el desastre definitivo al final", reconoce Ali Naji, el autor principal del artículo e investigador del Instituto de Investigación en Ciencias Fundamentales de Teherán (IPM). "Pero, sorprendentemente, nos encontramos con que en algunos casos, el trastorno estructural puede contrarrestar el trastorno térmico, haciendo que el sistema sea más ordenado", señala en la nota de prensa del American Institute of Physics -editor de la revista que publica el artículo-, recogida por EurekAlert.

La excepción identificada por los investigadores tiene que ver con la interacción entre el desorden estructural de las superficies cargadas y el desorden térmico de los fluidos de Coulomb -colecciones de partículas móviles cargadas, ya sean iones o moléculas más grandes, que interactúan entre sí-.

Añadir desorden al desorden puede reducir el desorden total

El experimento

Los científicos compararon dos tipos diferentes de superficies cargadas. En la ordenada, las cargas fueron distribuidas de manera uniforme en toda la superficie. En la desordenada, las cargas positivas y negativas se colocaron de forma aleatoria por la superficie, aunque mantuvieron sus posiciones una vez colocadas, una situación llamada "desorden en calma".

Cuando los investigadores pusieron cada una de estas superficies en contacto con un fluido de Coulomb, encontraron que los iones del líquido de Coulomb eran atraídos con más fuerza por la superficie desordenada que por la ordenada.

Sorprendentemente, cuando calcularon la entropía de ambos sistemas, se encontraron con que el sistema cargado al azar tenía una entropía más baja que la cargada uniformemente: la adición de desorden estructural se opuso a los efectos del desorden térmico del fluido de Coulomb.

Por desgracia, el resultado no va a revolucionar nuestro enfoque de la limpieza en un plazo corto de tiempo. "Esto sólo funciona para ciertos casos y bajo ciertas condiciones", explica Naji. "Descubrimos que las cargas desordenadas tienen que interactuar fuertemente con las cargas móviles del líquido de Coulomb para tener este comportamiento." Sin embargo, los investigadores esperan identificar tarde o temprano sistemas como éste en ámbitos más directamente aplicables a la vida cotidiana.

"Uno se pregunta en qué otros sistemas se podrían observar casos aún más espectaculares [de estos sistemas], que nos ayudarían a prevenir la degradación, el desorden espontáneo y el envejecimiento de los materiales, así como inculcarles robustez y capacidad de recuperación", explica Rudolf Podgornik, investigador del Instituto Jozef Stefan y de la Universidad de Ljubljana (Eslovenia), que es el co-autor principal de este trabajo. "El caos no es necesariamente malo para nosotros si sabemos cómo contrarrestarlo con un poco de desorden aplicado correctamente."

Referencia bibliográfica:

Ali Naji, Malihe Ghodrat, Haniyeh Komaie-Moghaddam y Rudolf Podgornik: Asymmetric Coulomb fluids at randomly charge dielectric interfaces: Anti-fragility, overcharging, and charge inversion. The Journal of Chemical Physics (2014). DOI: 10.1063/1.4898663.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Una pequeña luna de Saturno parecida a la “Estrella de la Muerte” de Star Wars contiene un océano oculto 8 febrero, 2024
    Por debajo de la superficie repleta de cráteres de Mimas, una de las lunas más pequeñas de Saturno, se esconde un océano global de agua líquida de reciente formación. El satélite posee tan sólo unos 400 kilómetros de diámetro y presenta un notable parecido con la “Estrella de la Muerte”, una estación espacial imperial que […]
    Pablo Javier Piacente
  • Logran controlar un objeto virtual con la mente durante un sueño lúcido 8 febrero, 2024
    Un grupo de participantes en un nuevo estudio científico logró manejar un vehículo virtual a través de un avatar únicamente con su mente, mientras sus cerebros permanecían en la fase REM del sueño. Además de profundizar en los misterios de la consciencia humana, la innovación podría facilitar el acceso a nuevos desarrollos tecnológicos, como un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un proyecto global trabaja para crear de forma colaborativa un cerebro robótico general 8 febrero, 2024
    El auge de la inteligencia artificial generativa impulsa un proyecto global que trabaja para crear un cerebro robótico general, capaz de generar androides como los que hemos visto hasta ahora solo en la ciencia ficción. Pero es cuestión de tiempo que convivamos con ellos en perfecta armonía. Ya no es una utopía.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La IA está capacitada para resolver dilemas morales cuando conduce vehículos autónomos 8 febrero, 2024
    Los sistemas de IA muestran significativas similitudes éticas con las reacciones humanas ante dilemas morales, lo que los acreditan para conducir vehículos autónomos tal como lo harían las personas.
    Redacción T21
  • Los huracanes se están volviendo tan fuertes que ya no existen categorías para clasificarlos 7 febrero, 2024
    Cinco tormentas en la última década tuvieron velocidades de viento que pertenecen a una hipotética categoría 6 en la escala de huracanes Saffir-Simpson: el fenómeno obligaría a los científicos a crear una nueva clasificación, capaz de reflejar la virulencia de los huracanes en la actualidad. Las causas principales del fenómeno tienen su origen en el […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un asteroide habría explotado sobre la Antártida hace unos 2,5 millones de años 7 febrero, 2024
    Un asteroide se desintegró sobre el continente antártico hace aproximadamente 2,5 millones de años: la evidencia proviene de un análisis químico de más de 100 pequeños trozos de roca extraterrestre, que se han preservado dentro de las enormes capas de hielo. Hasta el momento, solo se conocen otros dos eventos de explosiones aéreas antiguas en […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean la primera niña de inteligencia artificial del mundo 7 febrero, 2024
    La primera niña IA del mundo ha sido creada por científicos chinos, que la han dotado de emociones e intelecto y de la capacidad de aprender de forma autónoma. Se comporta como si tuviera tres o cuatro años y representa un avance significativo para el campo de la inteligencia artificial general.
    Redacción T21
  • Oponerse a la regulación de los pesticidas no es la solución al problema de los agricultores 7 febrero, 2024
    Los agricultores que se movilizan en España y Europa se oponen con firmeza a las nuevas regulaciones europeas en materia de pesticidas, lo que representa una amenaza mayor para la salud pública que tener una central nuclear al lado de casa: estos químicos han costado miles de vidas y enfermos crónicos, al tiempo que han […]
    Eduardo Costas | Catedrático de la UCM y Académico de Farmacia
  • El arte existió antes del surgimiento de los humanos modernos 6 febrero, 2024
    Nuevas investigaciones sugieren que nuestros parientes humanos arcaicos, como los neandertales, ya contaban con las capacidades cognitivas para desarrollar arte: el hallazgo de ejemplos cada vez más antiguos de expresión artística en el registro arqueológico confirmaría esta hipótesis. Sin embargo, aún se discute si estas manifestaciones creativas pueden catalogarse como arte.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una nueva supertierra que podría ser un mundo habitable 6 febrero, 2024
    Un planeta extrasolar del tipo supertierra, denominado TOI-715 b y aproximadamente una vez y media más ancho que la Tierra, podría ser capaz de albergar vida: orbita dentro de la zona habitable de una enana roja, a escasa distancia de nuestro planeta. Además, podría estar acompañado de otro cuerpo planetario, con un tamaño casi idéntico al […]
    Pablo Javier Piacente