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

Un equipo multidisciplinario, liderado por la científica chilena Carla Hermann, logró simular en sistemas ópticos las llamadas ondas rogue u olas gigantes que surgen inesperadamente en el océano. El fenómeno es uno de los eventos más destructivos e inexplicables de la naturaleza.

De acuerdo a Carla Hermann, académica del Departamento de Física FCFM de la Universidad de Chile e investigadora del Instituto Milenio de Óptica MIRO, «el fenómeno de ondas de rouge se remonta a observaciones de ondas de agua extremadamente grandes en la superficie del océano, que aparecían de la nada y desaparecían sin dejar rastro, pero que eran responsables de grandes daños en embarcaciones». Agrega que estos eventos extremos son difíciles de entender y predecir y que es muy raro que aparezcan.

El equipo científico descubrió que, en un esquema experimental óptico, es posible controlar la aparición de una suerte de ondas rogue, que se presentan en forma de puntos de luz con intensidades muy altas con respecto al promedio. A través de la propagación de la luz en un cristal fotorrefractivo y mediante la aplicación de un campo eléctrico externo a temperatura ambiente, Hermann y sus colegas lograron simular este fenómeno en laboratorio.

«Básicamente podría servir para desarrollar experimentos en un pequeño laboratorio (en este caso nuestro cristal) y comprender mejor cómo se forman y cómo poder controlarlos luego en sistemas naturales más grandes, como, por ejemplo, el océano», explica Hermann. En futuros experimentos pretenden explorar nuevos mecanismos y parámetros del sistema, para determinar las condiciones que hacen aparecer estas olas gigantes y correlacionarlas 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 (charge-coupled device o dispositivo de carga acoplada). Para general 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. El experimento se repitió 30 veces y luego se hizo estadística a las imágenes obtenidas. Tras analizar los datos, usando el criterio de ondas 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 responsable del proyecto, quien trabaja junto a Ignacio Salinas en el laboratorio y el desarrollo del software para el análisis de datos.

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 Hermann.

La investigación fue publicada en la revista Optic Letters y el queipo estuvo compuesto, además de la doctora Hermann, por Rodrigo Vicencio (también académico DFI e investigador MIRO) y los investigadores Ignacio Salinas, Danilo Rivas y Bastián Real, todos de la Universidad de Chile. A ellos se sumaron Ana Mancic, de la Universidad de Niš, Serbia, Cristian Mejía de la Universidad del Atlántico, Colombia, y Aleksandra Maluckov del Vinca Institute of Nuclear Sciences, Serbia.

Información proporcionada por David Azócar, FCFM, Universidad de Chile.