Un equipo de físicos de la Universidad de Fudan, en colaboración con investigadores de la Universidad de Henan, de Singapur y del Donostia International Physics Center en España, ha desarrollado un innovador método para generar estructuras topológicas en la superficie del agua utilizando ondas de gravedad. Este estudio, publicado recientemente en la prestigiosa revista Nature, presenta una serie de estructuras complejas como vórtices de ondas, skyrmiones y cintas de Möbius, evidenciando el potencial de las ondas de agua en aplicaciones prácticas.
Aplicaciones y Funcionamiento del Sistema
Investigaciones previas han demostrado que diferentes tipos de ondas pueden ser utilizados para lograr objetivos específicos en una variedad de campos. Por ejemplo, los pinzas ópticas se emplean para capturar y manipular moléculas individuales, mientras que las ondas sonoras pueden controlar objetos más grandes, como los diafragmas de altavoces.
En este nuevo estudio, el equipo de investigación identificó cómo las estructuras topológicas pueden generarse en la superficie del agua al aprovechar el ruido que surge cuando las ondas se superponen. Este fenómeno otorga propiedades topológicas a las ondas, permitiendo la formación de campos de ondas complejas. Al estudiar los factores que contribuyen a la generación de estas estructuras, los científicos lograron diseñar un sistema que utiliza ondas de gravedad para crear patrones de ondulación innovadores.
Este sistema ha sido apodado «pinzas de agua», debido a su capacidad para manipular pequeñas cantidades de agua a escala microscópica. Además, las estructuras generadas pueden ser utilizadas para mover objetos diminutos que flotan en la superficie del agua de maneras controladas y precisas.
Los investigadores sugieren que su trabajo podría tener importantes aplicaciones en el ámbito médico, como el transporte dirigido de medicamentos dentro del cuerpo, logrando que cápsulas se desplacen a lugares específicos y se abran para liberar su contenido. Además, las estructuras generadas podrían escalarse a entornos más grandes, incluso al tamaño de las olas oceánicas, abriendo un amplio abanico de posibilidades para futuras investigaciones y aplicaciones en diversas disciplinas.
Más información:
Bo Wang et al, Topological water-wave structures manipulating particles, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-024-08384-y
