«La violencia debe ser desterrada de la vida nacional… esto no se resuelve con respuestas técnicas, burocráticas ni policiales por sí solas, todas las expresiones de violencia que vivimos, tienen un origen político, social, cultural , sociológico y, sus respuestas pasan por propuestas que apunten a  cambios culturales, cambios conductuales y planes integrales de salud mental para la ciudadanía. Los profesionales del área, las universidades, las instituciones todas y el estado deben hacerse cargo del tema, con autocrítica y real compromiso con el tema.»

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Físicos chilenos descubren novedosa forma en que se organiza la naturaleza

David Azócar

Encargado de Comunicaciones Instituto Milenio de Óptica MIRO

Científicos de la Universidad de Chile estudiaron las estructuras en la naturaleza, trabajo que apareció en la revista Physical Review E.

En la naturaleza existen patrones, formas que se van repitiendo hasta generar una gran estructura, que pueden ser simples como rollos en las nubes y dunas de arenas, hexágonos en los paneles de abejas y en cáscaras de piñas; hasta formas laberínticas en auto-organización de árboles y en la piel de algunos peces. Entender cómo se produce esa organización es el objetivo de un equipo de físicos de la Universidad de Chile, quienes han dado con un nuevo descubrimiento que le permite comprender este fenómeno.

“Estas complejas estructuras generan formas tipo laberintos, las que en general ocupan todo el espacio, toda la piel de los peces por ejemplo. Nosotros hemos descubierto que estos patrones pueden existir localizados, no dominar todo el espacio, algo así como una mancha compleja, desordenada, tal como las manchas en algunos animales”, indica Marcel Clerc, físico de la Universidad de Chile.

Hasta ahora no había sido discutida la posibilidad de la existencia de un patrón localizado con simetrías no triviales. “Con nuestro trabajo creemos que se sientan las bases para estudiar patrones localizados complejos. En particular, mostramos que el fenómeno es robusto, o sea, que aparece en distintos sistemas naturales, y que es una consecuencia de la coexistencia entre un estado patrón desordenado con un estado homogéneo”, agrega Clerc.

Con esto, esperan poder comprender fenómenos complejos, por ejemplo, en la vegetación, es importante entender la emergencia de patrones porque puede ser un indicador del grado de desertificación del ecosistema, esto porque las plantas muchas veces se auto-organizan para aprovechar más el agua, formando estructuras. “Es decir, podemos ver una zona completamente verde, pero también manchas, ciertas zonas áridas, creando un desorden”, agrega Sebastián Echeverría-Alar, físico de la Universidad de Chile, coautor de esta investigación.

También existen estructuras laberínticas y patrones focalizados en nuestro cerebro, con la red que forman las neuronas, nuestros intestinos o enfermedades de la piel. Por lo que la comprensión de estos sistemas puede tener múltiples aplicaciones.

“¿Cuáles son las condiciones ambientales que favorecen la aparición de patrones complejos localizados y no extendidos? Responder esta pregunta podría ayudar a conocer el estado de auto-organización de árboles y matorrales en sistemas áridos y semiáridos”, agrega Echeverría-Alar.

Desde el punto de vista teórico, este trabajo abre un nuevo camino en el análisis numérico de estructuras localizadas en ecuaciones tipo patrón. Los métodos que existen hasta ahora se basan fuertemente en las simetrías del sistema. “Los laberintos localizados carecen de simetrías triviales y requieren de nuevas metodologías para ser completamente analizados. Esto motiva a enlazar nuestro trabajo con matemáticos que puedan desarrollar nuevas teorías para comprender la emergencia de estas intrigantes soluciones”, explica Clerc.

Para llegar a estas conclusiones, Clerc y Echeverría-Alar trabajaron junto a Mustapha Tlidi de la Université Libre de Bruxelles. Durante ese tiempo realizaron simulaciones numéricas de modelos bidimensionales y tridimensionales de formación de patrones para obtener distintos laberintos localizados en sistemas ópticos, químicos y vegetación.

Por lo mismo, ahora piensan continuar con investigaciones en este campo “la complejidad de los patrones tipo laberinto está determinada por la presencia de defectos dentro de la estructura. Estos defectos unen las diferentes orientaciones permitidas en el laberinto (caminos). Queremos investigar el rol que juega la interacción entre estos defectos en la localización de este tipo de patrones”, finaliza Clerc

Los resultados de la investigación aparecieron en el artículo “Localized states with non-trivial symmetries: localized labyrinthine patterns” (“Estados localizados con simetrías no triviales: patrones laberínticos localizados”) de la revista Physical Review E.

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