Transitoriamente caótico

Los sistemas caóticos exhiben un número de firmas características, desde el llamado efecto mariposa (una pronunciada sensibilidad a las condiciones iniciales es lo que hace imposibles las predicciones a largo plazo), a la emergencia de los fractales. Los investigadores tipicamente estudian este comportamiento en sistemas cuyas trayectorias están permanentemente evolucionando: las dinámicas son, o bien disipativas o dirigidas por fuerzas actuando constantemente. Pero ¿qué pasaría en el caso común de un sistema disipativo sin aporte de energía de su entorno, en el cual todo el movimiento ha cesado eventualmente? ¿Puede tal sistema ser caótico?

De acuerdo con una investigación reciente, incluso los sistemas disipativos no dirigidos pueden exhibir las características del caos el efecto mariposa así como los fractales), aunque con diferencias clave. Los investigadores se concentraron en un modelo del sistema: un péndulo magnético sujeto al efecto de la gravedad, fuerzas magnéticas y fricción del aire. Descubrieron que el péndulo tiene signos de lo que denominan “caos doblemente transitorio”, en el cual los parámetros clásicos usados para describir el caos (tales como las velocidades en las cuales las trayectorias se establecen hacia el atractor) se vuelven dependientes del tiempo y las trayectorias esculpen, en el espacio de fase, estructuras que son parecidas a fractales pero no completamente invariantes bajo magnificación.

Tal comportamiento puede emerger en un amplio rango de sistemas, en particular aquellos que serían caóticos si la disipación pudiese ser apagada, tales como la evolución de reacciones químicas hacia el equilibrio o la coalescencia de estrellas binarias a medida que pierden energía en ondas gravitacionales. La aparición de este tipo de caos transitorio implicaría que estos sistemas son mucho menos predecibles de lo esperado.

Via Physics.aps