Un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania ha realizado un descubrimiento significativo en el campo de la física de materiales, revelando cómo ciertos materiales pueden almacenar información sobre las deformaciones que han experimentado, un fenómeno que se asemeja a la memoria. Este avance podría tener implicaciones en el diseño de sistemas mecánicos innovadores, desde cerraduras de combinación hasta dispositivos de almacenamiento de información en el ámbito de la computación.
Memoria de retorno y sus aplicaciones
El concepto de memoria de retorno, que es como funciona una cerradura de combinación, se basa en la alternancia de fuerzas externas. Así, cuando se giran ambas direcciones -horario y antihorario-, se puede registrar una secuencia de movimientos. De manera similar, los materiales con memoria de retorno pueden almacenar una memoria de las deformaciones positivas y negativas que han sufrido, permitiendo que los investigadores puedan leer o borrar esta información.
Según Nathan Keim, profesor asociado de física en la universidad y líder del equipo de investigación, la matemática detrás de esta formación de memoria es aplicable a una variedad de sistemas, desde la magnetización de discos duros hasta el daño en rocas sólidas. A través de simulaciones computacionales, los investigadores exploraron las condiciones bajo las cuales se puede codificar una secuencia en un material. Manipularon diversos factores, como la magnitud y orientación de la fuerza externa, para analizar su impacto en la formación de memoria.
El modelo desarrollado por los investigadores introduce el concepto de «histerones», elementos en un sistema que no responden de inmediato a las condiciones externas y pueden retener un estado anterior. Este modelo generalizado tiene el potencial de aplicarse a una amplia variedad de sistemas, lo que abre nuevas vías para el estudio de materiales con características de memoria.
Los histerones pueden interactuar de manera cooperativa, donde un cambio en uno estimula un cambio en el otro, o de manera «frustrada», donde un cambio inhibe el otro. Según los investigadores, los histerones frustrados son clave para formar y recuperar una secuencia en sistemas con fuerzas asimétricas. Este comportamiento, aunque raro, podría ser observable en materiales reales, ofreciendo una nueva forma de estudiar la frustración en los materiales.
El potencial de este tipo de memoria en sistemas mecánicos artificiales es considerable. Las aplicaciones futuras podrían incluir sistemas que no solo almacenen una secuencia de recuerdos, sino que también utilicen esa información para verificar una historia específica o recuperar datos forenses. Dado el creciente interés en sistemas mecánicos que responden a su entorno sin necesidad de electricidad, un mejor entendimiento de la memoria en estos materiales podría expandir enormemente las posibilidades de innovación.
