Las figuras de Lichtenberg
Las figuras tridimensionales de
Lichtenberg, semejantes a relámpagos fosilizados encerrados en un bloque
traslucido, se encuentran entre las representaciones más hermosas de un
fenómeno natural. Estas trazas ramificadas de descargas eléctricas reciben su nombre
del físico Alemán Georg Lichtenberg, quien estudió inicialmente rastros
eléctricos similares obre superficies. En el siglo XVIII Lichtenberg experimentó
realizando descargas eléctricas sobre la superficie de un aislante. Luego,
esparciendo sobre la superficie un polvo con carga eléctrica, logró aparecer
unos curiosos dibujos sinuosos.
Hoy en día se pueden crear
dibujos tridimensionales en un acrílico, que es un aislante dieléctrico, lo que
significa que pueden retener carga pero que normalmente es atravesado por la
corriente.
¿Cómo da a lugar este fenómeno?
En primer lugar, se expone el acrílico a un haz de electrones de
alta velocidad de un acelerador. Los electrones penetran en el acrílico y se
almacenan en su interior. Como el acrílico es un aislante, los electrones
quedan atrapados en él (imaginemos todo un avispero tratando de escapar de una
prisión de acrílico). Sin embargo, llega un momento en que la tensión eléctrica
es superior a la resistencia dieléctrica del acrílico y una parte de él se
vuelve repentinamente conductivo. La fuga de electrones puede desencadenarse
atravesando el acrílico con una aguja metálica. Al hacerlo, se rompen parte de
los enlaces químicos que mantienen unidas las moléculas del acrílico. En una
fracción de segundo se canaliza la conductividad desde el interior del acrílico
a medida que la carga eléctrica escapa de él, fundiendo el material en su
recorrido. El ingeniero eléctrico Bert Hickman ha especulado con la posibilidad
de que esas microgrietas se propaguen en el interior del acrílico con una
velocidad superior a la del sonido.
¿Qué tipo de figuras forma este fenómeno?
Las figuras de Lichtenberg son fractales
que, si se amplían mucho, muestran estructuras ramificadas que se
autorreplican. En realidad, el dibujo semejante al de un helecho que deja la
descarga se puede generalizar hasta el nivel molecular.
Las características de los
fractales dependerán de la tensión eléctrica empleada, del material dieléctrico,
de variaciones en la morfología producidas por proporciones de mezcla distintas
en el objeto y variaciones de temperatura.
Aplicaciones
Se han elaborado modelos
matemáticos y físico para explicar el proceso que da lugar a ese dibujo
dendrítico, de gran interés para los físicos porque estos modelos pueden
explicar aspectos esenciales de la formación de dibujos en fenómenos físicos
aparentemente dispares. Dibujos de estas características pueden tener
aplicaciones médicas. Los investigadores de la Universidad de Texas A&M, por
ejemplo, creen que estos dibujos con aspecto de pluma pueden servir de
plantillas para desarrollar tejido vascular en órganos artificiales.
0 comentarios:
Publicar un comentario