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Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas

Científicos chilenos simulan eventos extremos similares a las olas gigantes en el mar

Carla Hermann, académica del Departamento de Física de la FCFM e investigadora del Instituto MIRO.

Carla Hermann, académica del Departamento de Física de la FCFM e investigadora del Instituto MIRO.

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Departamento de Física - Universidad de Chile
Instituto MIRO

El equipo logró simular en sistemas ópticos las llamadas ondas rogue u olas gigantes en el contexto del océano, uno de los eventos más destructivos e inexplicables.

olas

Un equipo multidisciplinario de investigadores chilenos logró simular en sistemas ópticos, las llamadas ondas rogue u olas gigantes en la superficie del océano, que aparecen de la nada y desaparen sin dejar rastro, pero que son responsables de grandes daños en embarcaciones. "Estos eventos extremos son muy raros que aparezcan, siendo además difíciles de entender y de predecir”, señala Carla Hermann, académica del Departamento de Física de la FCFM e investigadora del Instituto Milenio de Óptica MIRO. 

El equipo en el que participa descubrió que, en un esquema experimental es posible controlar la aparición de ondas de rogue ópticas (es decir, puntos de luz con intensidades muy alta con respecto al promedio) a través de la propagación de la luz en un cristal fotorrefractivo, mediante la aplicación de un campo eléctrico externo y todo a temperatura ambiente.

“Básicamente podría servir para desarrollar experimentos en un pequeño laboratorio (en este caso nuestro cristal) y comprender mejor cómo se forman estos eventos y cómo poder controlarlos luego en sistemas naturales más grandes como por ejemplo el océano”, explica Hermann, quien señala que en futuros experimentos pretenden explorar nuevos mecanismos y parámetros del sistema, para determinar las condiciones que hagan aparecer este tipo de eventos y correlacionarlos con otros eventos extremos en la naturaleza.

Sobre el experimento

El experimento consiste en enviar luz a un cristal sensible a la luz, para luego analizar lo que pasa a la salida de este con una cámara CCD. Para generar eventos extremos se aplica un voltaje externo, se esperan unos 15 minutos para que el sistema se estabilice y se toma una foto de la cara de salida del cristal. Se repitió el experimento 30 veces y luego se hizo estadística a las imágenes obtenidas. Tras analizar los datos usando el criterio de ondas de rogue, se observó la existencia de eventos extremos tanto de forma experimental como de forma teórica, con un modelo muy simple.

“La toma de datos tardó alrededor de tres meses, ya que teníamos que esperar que el sistema se estabilizara para cada voltaje eléctrico aplicado. Luego nos tomó un par de meses el desarrollar el software y comparar los resultados con respecto a la teoría”, explica la investigadora responsable del proyecto.

El próximo paso en la investigación será repetir el experimento, pero variando otros tipos de parámetros, por ejemplo la potencia de la luz que entra al cristal, su tamaño transversal, la temperatura o presión del sistema, etc. “Actualmente estamos investigando la aparición de ondas de rogue en sistemas periódicos. Resultados preliminares muestran que si hay eventos extremos en esta configuración, que sería la primera vez que se observan en la historia en este tipo de sistemas. Esperamos terminar ese trabajo a fines de año”, concluye.

La investigación fue publicada en la revista Optic Letters con el título “Spatial rogue waves in photorefractive SBN crystals” (Ondas de rogue espaciales en cristales SBN fotorefractivos).

El equipo, además de la doctora Hermann, incluyó a Rodrigo Vicencio (también académico DFI e investigador MIRO), y a los investigadores Ignacio Salinas, Danilo Rivas y Bastián Real, todos de la Universidad de Chile; a ellos se sumaron a Ana Mancic, de la Universidad de Nis, junto a Cristian Mejía, de la Universidad del Atlántico, y Aleksandra Maluckov, del Vinca Institute of Nuclear Sciences.

Comunicaciones DFI - MIRO

Jueves 30 de mayo de 2019

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