El IFISC i els sistemes Complexos

Resum i activitats:

A trav�s d'aquest estand pretenem:

� Donar a con�ixer l�IFISC: Qu� �s, on est�, qui ho forma, quina activitat desenvolupa.
� Informar del projectes, l�nies de investigaci� i resultats m�s rellevants al m�n cient�fic nacional i internacional de l�IFISC
� Acostar el paradigma de la complexitat i introduir al visitant en la F�sica no lineal i els sistemes complexos a trav�s d'experi�ncies cient�fiques, tallers, exposicions etc.

ACTIVITATS

Aquest estand pret�n convertir-se en un espai d'aprenentatge i diversi�. A trav�s d'experi�ncies, tallers, exposicions, s'intentar� abordar la teoria del Caos i la complexitat. La interactivitat, manipulaci� i experimentaci� estaran presents en totes les activitats que es dividiran en 3 centres d'inter�s.
Tot el personal de l�estand ha col�laborat en el disseny i implementaci� del projecte i participar� activament com a dinamitzadors cient�fics els dies de la Fira de la Ci�ncia.

PATRONS I i II

Jugant amb les formes: Els ferrofluids
Jugant amb les formes: Els l�quids no Newtonians

Aquestes experi�ncies mostran la formaci� espont�nia de patrons espacials i estructures localitzades, com un fenomen paradigm�tic en sistemes complexos. Entre els experiments que permeten observar la din�mica de la formaci� d'aquestes estructures s�n particularment cridaners els experiments amb ferrofluids en pres�ncia de camps magn�tics. A causa de la seva espectacularitat aquests peculiars l�quids han estat utilitzats fins i tot en creacions art�stiques. Aquests experiments mostren la varietat d'estructures (patrons) que es poden formar en diferents condicions (ones de Faraday, solitones, i fingers) tamb� es mostrar� un experiment sobre el comportament d'un l�quid no Newtoniano en pres�ncia de vibracions.

SINCRONITZACI� I

Metr�noms que adapten els seus ritmes

Generalment sincronitzar �s fer que coincideixin en el temps dos o m�s fen�mens. La sincronitzaci� requereix la coordinaci� d'esdeveniments per operar un sistema al un�son. A un director d'orquestra li serveix per mantenir a l'orquestra en el temps. Per� alguns sistemes poden auto-organitzar-se i donar lloc a un comportament sincronitzat
En la natura existeixen molts exemples de sistemes que se sincronitzen al transmetre informaci�?: els grills al cantar, les cuques de llum quan brillen, les c�l�lules del cor etc.

La interacci� o acoblament entre els components del sistema �s essencial perqu� la sincronitzaci� ocorri: els metr�noms oscil�len alhora quan interaccionen entre si a trav�s de la base m�bil comuna. La sincronitzaci� es deu a la compenetraci� entre ells i no a una for�a externa. Aix� representa un exemple de fenomen emergent.
En l'experiment observam metr�noms oscil�lant, cadascun al seu ritme. Quan els col�loquem sobre la taula m�bil comencen a moure's al un�son.

SINCRONITZACI� II

Imatges d�imatges.

Quan una persona o un sistema es veuen a si mateixos, estan sota l'efecte de la retroalimentaci�. Ara imagina que pots girar un poc una c�mera que est� apuntant a una pantalla que mostra la pr�pia imatge de la c�mera. En aquest cas en la pantalla apareixen figures que recorden a un calidoscopi. Al fer un zoom en la c�mera �s possible acostar-se a la imatge o tamb� allunyar-se d'ella. La combinaci� d'aquests efectes �s suficient per crear imatges que mostren patrons amb propietats especials. Es pot arribar a veure formes que semblen iguals sense importar amb quina magnificaci� les mirem. Les formes amb aquestes propietats es diuen fractals.
Aqu�, hem est�s l'experiment de tal manera que tenim dos c�meres, i cadascuna d'elles grava la imatge del monitor al que est� connectada l'altra c�mera. Els patrons que es creen s�n m�s complexos que en el cas d'una sola c�mera i fins i tot varien ca�ticament en el temps, encara que poden ser molt similars.
Aquest �s altre exemple de sincronitzaci� entre dos sistemes, i il�lustra que la sincronitzaci� pot apar�ixer no nom�s amb simples p�ndols o metr�noms, sin� que tamb� apareix en sistemes que mostren un comportament molt complex.
De vegades aquests sistemes acoblats no veuen el comportament de l'altre de forma immediata, sin� que pot haver un temps de retard en el mitj�. Aquests temps de retard intermedis poden afectar intensament al resultat de la interacci� entre els sistemes, resultant en fen�mens fascinants que augmenten encara m�s la complexitat de les formes i patrons que es creen en el sistema.
�s possible sincronitzar a pesar d'aquests retards temporals? La sorprenent resposta �s "si", com es pot veure en aquest experiment, en el qual el temps de retard s'introdueix amb la funci� "estafi-shift" de la gravadora d'alta definici�. Aquest comportament s'utilitza avui dia en nous m�todes de comunicacions privades per a protegir la comunicaci� de mirades indiscretes.
L�IFISC est� a l'avantguarda mundial d'aquest camp d'investigaci�.

SINCRONITZACI� III

Cuques de llum electr�niques.

En aquest experiment s'il�lustrar� el fenomen d'auto-organitzaci� que apareix en una �mplia varietat de sistemes tant vius com inerts. En concret es presentar� la sincronitzaci� d'objectes oscil�lants quan aquests interaccionen feblement. Com exemple d'objecte oscil�lant s'empraran circuits electr�nics que reprodueixen el comportament de les cuques de llum en la foscor. La sincronitzaci� en aquesta experi�ncia ve intervinguda per la interacci� lum�nica de les cuques de llum, produint un efecte visual molt atractiu a l'observador. Aquesta experi�ncia es recrear� en un espai tancant independent, les cuques de llum estaran en un arbre. Els visitants pondran en marxa el mecanisme de sincronitzaci� i alterar-lo.

CAOS I i II

� Un p�ndol simple per� ca�tic
� Un p�ndol doble amb moviment molt complex
� El p�ndol doble

El p�ndol ca�tic, mostra com canvia dr�sticament la traject�ria descrita per un p�ndol sotm�s a l'atracci� d'un camp magn�tic (a m�s de la gravetat). En aquest experiment �s possible observar com dues traject�ries del p�ndol divergeixen encara partint de condicions inicials molt pr�ximes. Aquesta depend�ncia amb les condicions inicials, coneguda com el "efecte papallona", �s un dels elements clau del comportament ca�tic.

Participants:

Juan Carlos Gonzalez-Avella
Maria Moreno
Juan Fern�ndez Gracia
Adrian Jacobo
Jade Mart�nez Llin�s
Josep Canyelles Peric�s
Xavier Porte Parera
Neus Oliver
Eduardo Herraiz

Suport T�cnic: Rosa Mar�a Rodr�guez

Responsables:

Claudio Mirasso, catedr�tic de la UIB i investigador de l'IFISC
i Roberta Zambrini, Cient�fica titular del CSIC, investigadora de l'IFISC

IFISC (UIB - CSIC)

 

Dades de contacte