Enjambres polares

¿Cómo forman enjambres, manadas y bandadas los animales individuales? En los 90, los físicos modelaron colecciones de partículas autopropulsadas, denominadas materia activa, y pudieron simular el ordenamiento que tiene lugar en las bandadas de animales. Los modelos teóricos han reproducido muchos aspectos de este comportamiento colectivo, pero aún persisten un número de cuestiones. Una se refiere a la observación de que en materia activa polar, piensa en una colección de pequeñas flechas nadando e interactuando mutuamente, las partículas se organizan a si mismas en tres posibles clases de patrones: ondas de densidad, ondas solitarias (solitones) y "gotas" viajeras.

Ni una sola teoría ha sido capaz de explicar la formación y diversidad de estos patrones. Sin embargo, en un trabajo reciente, un grupo de investigadores ha resuelto un modelo hidrodinámico de partículas polares activas y ha representado el origen y variedad de estas estructuras de enjambre que se propagan.

Los investigadores describieron un movimiento del fluido polar gobernado por un campo de densidad, capturando la distribución de partículas y un campo de polarización, capturando las interacciones polares determinadas por la dirección a la que apunta cada partícula. Incluyendo unas fuerzas de fricción y de potencial medio-campo efectivo, el modelo podría reproducir todos los patrones habitualmente usados. Los investigadores sugieren que su modelo proporciona una "teoría unificada de bandadas de patrones, uno que permite a los patrones emerger como una característica general de la dinámica de los fluidos activos polares, independientemente de los detalles específicos del modelo, como por ejemplo la forma funcional de los coeficientes hidrodinámicos.

Via Physics.aps