La naturaleza siguiendo el camino de menor resistencia
El principio de máxima aleatoriedad con la ley de conservación
Villermaux comenzó analizando el desorden extremo creado durante un evento de fragmentación. Propuso que, en la mayoría de los casos, el resultado sería naturalmente la configuración más caótica e irregular posible , un principio que denominó máxima aleatoriedad...
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zap.aeiou.pt
1 de diciembre de 2025
La nueva ley, que predice cómo se fragmentan los objetos, describe la estructura invisible que garantiza que se mantenga el equilibrio general de los fragmentos, incluso cuando un objeto se rompe. La ley se aplica a diversos tipos de objetos, desde botellas de vidrio hasta pompas de jabón.
La fragmentación, o la forma en que los objetos se rompen en pedazos, ha fascinado a los científicos durante mucho tiempo.
Los investigadores observaron que cuando un objeto se rompe, tiende a formar fragmentos de diversos tamaños , y que la distribución de estos tamaños a menudo sigue un patrón consistente, independientemente del material involucrado.
Basándose en este conocimiento, Emmanuel Villermaux, investigador de la Universidad de Aix-Marsella (Francia), formuló una ley simple y elegante que describe cómo se rompen los objetos.
Su enfoque se aplica a una amplia variedad de casos , incluyendo sólidos frágiles, gotas de líquido y burbujas explosivas. Al proporcionar un marco de referencia unificado, esta ley ayuda a explicar los principios que subyacen a la fragmentación de los materiales en diferentes contextos.
Villermaux comenzó analizando el desorden extremo creado durante un evento de fragmentación. Propuso que, en la mayoría de los casos, el resultado sería naturalmente la configuración más caótica e irregular posible , un principio que denominó máxima aleatoriedad, es decir, la naturaleza siguiendo el camino de menor resistencia.
Sin embargo, Villermaux reconoció que incluso los eventos caóticos están sujetos a límites físicos. Para explicarlo, aplicó una Ley de Conservación previamente descubierta por su equipo, asegurando que la aparente aleatoriedad de la fragmentación aún obedece a restricciones físicas predecibles .
La ley funciona como una estructura invisible que garantiza que se mantenga el equilibrio general de los fragmentos (es decir, cuántos son grandes frente a pequeños ) incluso cuando un objeto se rompe.
Para desarrollar su Ley Universal de Fragmentación , que fue presentada en un artículo publicado la semana pasada en Physical Review Letters , Villermaux combinó el principio de máxima aleatoriedad con la ley de conservación .
Este método permite que la distribución predecible del tamaño de los fragmentos surja de forma natural, ofreciendo una explicación unificadora de cómo los materiales se fragmentan en una amplia variedad de contextos, desde sólidos frágiles hasta gotas de líquido y burbujas explosivas, explica Phys.org .
Al combinar ambos principios, Villermaux logró predecir matemáticamente un patrón universal para el tamaño de los fragmentos. Su modelo concuerda estrechamente con décadas de datos experimentales, abarcando una amplia gama de materiales, desde sólidos frágiles hasta líquidos.
Los resultados muestran que, a pesar del aparente caos de la fragmentación , son las leyes físicas subyacentes las que determinan la formación de fragmentos , creando distribuciones predecibles en diferentes tipos de objetos.
Para validar su teoría, Villermaux realizó un experimento creativo : trituró terrones de azúcar uno por uno. Logró predecir con precisión el tamaño de los fragmentos resultantes, demostrando que el patrón de rotura reflejaba fielmente la forma tridimensional del terrón.
La ley universal , sin embargo, tiene sus límites : funciona mejor cuando los objetos se rompen de forma aleatoria y caótica , como cuando un vaso cae al suelo y se hace añicos. Por otro lado, es menos precisa para materiales muy blandos , como ciertos plásticos, que tienden a deformarse más que a fragmentarse.
Además, la ley no puede predecir la fragmentación cuando el proceso está altamente ordenado , como sucede cuando una corriente de agua se rompe en gotas uniformes debido a la tensión superficial.
Estas excepciones muestran que, si bien la ley explica muchos fenómenos naturales de fragmentación, ciertos materiales y condiciones siguen reglas diferentes.
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Fuente: ZAP //
