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Nonlinearity management of atomic and optical systems

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Domando las ondas no lineales

Las ondas localizadas de gran amplitud pueden servir para describir la dinámica de una gran variedad de medios, desde el agua hasta las nubes de condensados de Bose-Einstein. Un grupo de científicos financiado por la Unión Europea investigó las posibilidades de su gestión no lineal en aplicaciones concretas.

Economía digital

La mayoría de sistemas naturales son no lineales y se modelizan mediante sistemas de ecuaciones no lineales. La diferencia esencial entre sistemas lineales y no lineales es que los primeros satisfacen un simple principio de superposición que permite desglosar la solución de dichos sistemas por partes que se pueden resolver independientemente. A pesar de las dificultades que plantea la ausencia del principio de superposición, el equipo del proyecto «Nonlinearity management of atomic and optical systems» (NOMATOS) ha avanzado de forma importante en la resolución de sistemas no lineales. Su trabajo de investigación empezó con los efectos no lineales en guías de ondas, las cuales, como su nombre indica, «guían» la información en forma de ondas electromagnéticas entre dos puntos de una red de telecomunicaciones. A continuación, los investigadores de NOMATOS se dedicaron a las ondas de materia en nubes de condensados de Bose-Einstein. Un condensado de Bose-Einstein representa la forma más «clásica» de las ondas de materia, al igual que un láser óptico emite la forma más clásica de las ondas electromagnéticas. No hay palabras ordinarias para describirlos porque proceden del mundo cuántico. Se componen de objetos que se comportan a la vez como partículas y ondas, una dualidad extraña que se describe mediante las ecuaciones de Schrödinger. Los investigadores de NOMATOS introdujeron un sistema de ecuaciones de Schrödinger no lineales, un modelo que puede aplicarse a un condensado de Bose-Einstein, e identificaron regiones de estabilidad para solitones simétricos discretos. También se demostró la existencia de varios tipos de ondas progresivas solitarias, que son las soluciones de las ecuaciones no lineales de Schrödinger. Estas iban desde cadenas de solitones uniformes a muy fragmentadas. Lo más importante es que los investigadores de NOMATOS hallaron que la disipación localizada de la energía de la onda puede ser una herramienta eficaz para manejar ondas de solitones. Estos hallazgos se publicaron en revistas científicas internacionales y abrieron nuevas líneas de investigación en física no lineal. Las publicaciones conjuntas también ponen de manifiesto los exitosos vínculos establecidos entre miembros de la comunidad científica internacional.

Palabras clave

Ondas, condensados de Bose-Einstein, sistemas no lineales, guías de ondas, telecomunicaciones, redes, ondas de materia, electromagnético, solitones, Schrödinger

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