Un aparato que convierte el ruido en movimiento unidireccional

El aire a nuestro alrededor está repleto de partículas. Moléculas, para nosotros invisibles, que colisionan al azar con otros átomos y otras moléculas creando una actividad que ha sido denominada como “movimiento browniano”.

Richard Feynman fue el primero en describir una máquina que aprovechara este movimiento. Un aparato que explotara el desplazamiento aleatorio de las partículas que flotan en el aire y colisionan con estas moléculas. Una pequeña máquina que convirtiera estas vibraciones en movimiento controlado. Feynman utilizó la idea para explicar la segunda ley de la termodinámica que nos dice porqué es mucho más fácil hacer un desorden que limpiarlo. Este movimiento o ruido, producto de la colisión de estas moléculas, es muy difícil de controlar ya que con empujones al azar no se puede llevar algo desde el punto A hasta el B. Por lo tanto, Feynman ideó un ingenioso aparato.

La pequeña máquina tenía dos cajas unidas por un eje. En la punta de este eje se conectaban cuatro aspas y del otro lado del eje se conectaba un trinquete con una pequeña rueda de sierra. Otro trinquete, unido a un resorte, permitía que la rueda rotara sólo en una dirección. El propósito de esta máquina, conocida como el “trinquete de Brown” es manipular este movimiento aleatorio para convertirlo en energía que se pueda dirigir hacia una dirección. Así, el movimiento será predecible cada vez. Esto se logra creando pequeñas variables que introduzcan una preferencia hacia una dirección y no hacia otra.

Por mucho tiempo, los científicos han estado produciendo trinquetes brownianos con distintos objetivos. En 1999, la revista Science publicó un experimento realizado en la Universidad de Stanford donde un equipo de científicos logró utilizar ruido termal para clasificar células que se encontraban en la membrana celular. El aparato utilizaba este tipo de energía browniana para funcionar.

Sin embargo, en esta ocasión, el aparato creado por los investigadores en Dinamarca es diferente del que propusiera Richard Feynman. La máquina fue creada en la Universidad Técnica de Lyngby por un equipo dirigido por Yaroslav Zolotaryuk. La nueva construcción no utiliza el resorte de Feynman para introducir una preferencia en la dirección de la rotación sino que han usado platos planos que siempre encontrarán más fricción si rotan de un lado que de otro. Por lo tanto, su rotación siempre será predecible.

Philip Ball, del diario Nature, explica que en las máquinas originales propuestas por el físico Feynman, se utilizaban ruedas de sierra para introducir una preferencia en la dirección, pero con el diseño de los discos planos del nuevo aparato, con tan sólo unos golpecitos al azar en uno de los platos, el aparato comenzará a rotar hacia la dirección predicha.

El aparato, que parece en realidad un trompo para niños, utiliza el ruido de una sirena y lo convierte en movimiento de rotación hacia una sola dirección. Los investigadores esperan que con este tipo de aparatos se pueda utilizar esta particular energía para actividades útiles. Las colisiones que originan este tipo de movimientos, vibraciones aleatorias y energía termal, pueden manipularse y obtener del ruido ambiental, movimiento unidireccional.