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Varillas que oscilan: de conductoras a aislantes

Fernando Blancas R.
30/abr/2012

El comportamiento de las ondas elásticas es un campo de la física que contribuye a entender la forma en que las vibraciones inciden en un cuerpo sólido. En México, el estudio de este fenómeno estaba dominado por los ingenieros quienes, bajo sus propias metodologías y técnicas, proporcionaban respuestas satisfactorias para la ingeniería.

Para la física, sin embargo, quedaban muchas interrogantes. Y una de ellas, sobre si era posible encontrar localización de Anderson en varillas que oscilan, ha sido respondida por el emérito doctor Jorge Flores Valdés en su conferencia del pasado viernes 13 de abril en el IFUNAM.

La localización de Anderson es un fenómeno descubierto y descrito por el premio Nobel de física Philip Warren Anderson en 1958. Desde entonces, su artículo “Absence of Diffusion in Certain Random Lattices”, publicado en The American Physical Society Journal ha sido uno de los más citados en la historia de la física.

El fenómeno consiste en la ausencia de difusión de ondas en un medio desordenado, es decir, en un sistema sólido compuesto de defectos aleatorios. Este puede aplicarse al transporte tanto de ondas electromagnéticas como ópticas, acústicas, etc.

Lo anterior implica que un material conductor de energía al presentar impurezas se vuelve aislante evitando así el transporte de electrones a lo largo de un sistema.

Desde 2002, Flores Valdés junto con otros investigadores del IFUNAM y del Instituto de Ciencias Físicas, en Cuernavaca, iniciaron una serie de experimentos para encontrar dicho fenómeno en un sistema en el que aún no había sido estudiado: las varillas desordenadas, que son barras largas de aluminio a las que se hicieron defectos de forma aleatoria.

“En la localización de Anderson, las funciones de onda o amplitudes de onda están localizadas en el espacio, no están a lo largo de toda la varilla sino en fragmentos específicos”, explicó para Noticias IFUNAM el doctor Flores Valdés.

El experimento partió del análisis del comportamiento de las ondas en diferentes estructuras. Al excitar y producir ondas en distintos tipos de varillas, los científicos midieron sus frecuencias por medio de un aparato llamado EMAT (Electromagnetic Acoustic Transducer).

Se demostró que efectivamente se puede encontrar la localización de Anderson en varillas desordenadas, lo cual se espera sea una gran contribución al área de la física de las vibraciones elásticas cuyas posibles aplicaciones van desde la creación de filtros a la construcción de estructuras aislantes de vibraciones para maquinaria de construcción o aparatos de sonido, transporte, etc.

Se trata, dijo el investigador emérito, de una contribución de carácter teórico-experimental en el campo de las vibraciones elásticas, que es un ámbito que se discute poco en México desde el punto de vista de la física.


El emérito doctor Jorge Flores Valdés en su conferencia en el IFUNAM/ Foto: Alejandro Ramírez Bahena.

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Artículo del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) sobre Localización de Anderson:

http://lpmmc.grenoble.cnrs.fr/spip.php?article408