Los científicos han descubierto una nueva forma en la que los materiales pueden formar “recuerdos” sobre lo que les ha sucedido en el pasado, lo que podría abrir nuevas y emocionantes posibilidades en la informática y la ingeniería mecánica. La idea de la memoria en los materiales no es nueva (un trozo de papel arrugado muestra el recuerdo de su estado anterior, por ejemplo), pero aquí los investigadores de la Universidad de Chicago y la Universidad Estatal de Pensilvania pudieron desarrollar lo que se conoce como memoria de punto de retorno, que se basa en una fuerza de ida y vuelta en dos direcciones. La memoria de punto de retorno es un poco como una cerradura de combinación que gira en un sentido y luego en el otro, pero los investigadores descubrieron que la fuerza en una dirección aún podría usarse para almacenar recuerdos en circunstancias específicas.
“Los teoremas matemáticos para la memoria de punto de retorno dicen que no podemos almacenar una secuencia si solo tenemos este impulso asimétrico en una dirección”, dice el físico Nathan Keim, de la Universidad Estatal de Pensilvania.
“Si el dial de la cerradura de combinación no puede pasar de cero al girar en sentido contrario a las agujas del reloj, sólo almacena un número en la combinación. Pero encontramos un caso especial en el que este tipo de conducción asimétrica puede, de hecho, codificar una secuencia”.
Utilizando modelos informáticos para simular diferentes direcciones e intensidades de fuerza, los investigadores idearon elementos abstractos llamados histeronas. Fundamentalmente, estas histeronas podrían experimentar “interacciones frustradas” que rompen las reglas de la memoria del punto de retorno.
“Las histeronas son elementos de un sistema que pueden no responder inmediatamente a las condiciones externas y pueden permanecer en un estado pasado”, dice el físico Travis Jalowiec, de la Universidad Estatal de Pensilvania. “Por ejemplo, las partes de una cerradura de combinación reflejan las posiciones anteriores del dial, y no dónde se encuentra ahora”.
Tirar de una pajita flexible es una forma de imaginarlo: mientras el movimiento es en una dirección, la apertura de un pliegue en el cuello de la pajita pero no de los otros alivia la tensión en todo el sistema. La evaluación de todos los pliegues ofrece pistas sobre las fuerzas que se han aplicado en el pasado.
No es una analogía perfecta, pero da una idea general. Los investigadores descubrieron que los histerones frustrados podrían actuar como bancos de memoria para la deformación más reciente y la mayor deformación hasta la fecha.
“Si se puede crear un sistema que almacene una secuencia de recuerdos, se puede utilizar como una cerradura de combinación para verificar un historial específico, o se puede recuperar información diagnóstica o forense sobre el pasado”, dice Keim.
Si bien es probable que los histerones frustrados sean poco comunes en los materiales reales, dicen los investigadores, se podrían incorporar en materiales artificiales, un nuevo tipo de memoria material con la que trabajar. Con el tiempo, podríamos tener sistemas mecánicos que recuerden estados pasados sin necesidad de electricidad.
“Creemos que esta es una forma de diseñar sistemas artificiales con este tipo especial de memoria, comenzando con los sistemas mecánicos más simples, no mucho más complicados que una pajita flexible, y con suerte llegar a algo así como una cerradura de combinación asimétrica”, dice Keim.
La investigación se ha publicado en Science Advances.
Fuente: Science Alert.
