Sorprendente: encuentran orden en el caos de las bandadas de jejenes
Un trabajo científico llevado a cabo por el investigador del IFLSYIB Tomás Grigera en colaboración con colegas italianos, acaba de encontrar orden en el aparente caos de los enjambres de jejenes. Según su investigación, el patrón de organización respetaría normas similares a las que guían a las bandadas de estorninos, aves cuyas elaboradas coreografías, rápidamente cambiantes, maravillan a los observadores.
Ellos encontraron que los jejenes forman subconjuntos cuya dirección depende y está correlacionada con la distancia que mantienen entre los individuos. Es decir, que misteriosamente las posiciones y velocidad de cada insecto tienen que ver con las de sus congéneres que están alrededor. Lo describe un paper publicado en Nature Physics.
El comportamiento de los estorninos fue estudiado, entre otros, por Giorgio Parisi, Premio Nobel de Física 2021 por sus trabajos en sistemas complejos. Grigera se acercó al problema después de trabajar en el grupo del físico italiano, pero en otros temas. “Uno en principio puede tratar de entender cómo surgen esos patrones de movimientos haciendo un modelo con reglas matemáticas simples, que es lo que hacemos los físicos estadísticos: buscar pocas reglas que te dicen qué hace una partícula y cómo se relaciona con su vecina más cercana –explica–. Eso da lugar a que se formen, por ejemplo, bandadas ordenadas que son capaces de girar muy rápidamente o cambiar de dirección sin romperse. Esas figuras colectivas surgen a partir de comportamientos locales, en el sentido de que cada individuo mira a los cuatro o cinco o seis que tiene alrededor, y no hay nadie que esté controlando desde afuera la bandada como un todo. No hay un líder que dice lo que tiene que pasar, y sin embargo el orden surge. Se los llama ‘comportamientos emergentes’, porque aparecen a partir de reglas simples, microscópicas, que uno le introduce al sistema”.
La idea de que un sistema puede ordenarse espontáneamente existe desde hace mucho, dice Grigera: “Un ejemplo que damos siempre es el de los imanes. Son pequeños dipolos magnéticos microscópicos que apuntan en principio en cualquier dirección. Pero cuando la temperatura empieza a bajar, se alinean uno con otro y de golpe todos se orientan hacia el mismo lado. Eso llevó a pensar si no sería un mecanismo parecido el que funcionaba con los estorninos”.
Desde el punto de vista técnico, el experimento que hicieron Grigera y colegas es similar al utilizado con los estorninos: instalaron tres pares de cámaras para observar los enjambres. “Es interesante –comenta el físico–, porque la regla nos dice que cada uno mira a su vecino, pero se equivoca al copiar la velocidad. Si se equivoca mucho, el sistema no logra ordenarse y no viajan todos juntos. Eso es lo que hace un enjambre: está flotando estacionario, porque cada individuo vuela en una dirección distinta. O sea, los insectos se desplazan, pero el enjambre como un todo, no, porque no se sincronizan. Las reglas son parecidas, pero el nivel de ‘ruido’ es mayor y no llegan a ‘romper la simetría’, como decimos en física estadística. La simetría implica que todas las direcciones son iguales. Si el sistema se ordena, eso ya no ocurre; hay una que es la que el sistema eligió para desplazarse”.
Con los jejenes no se ven los dibujos artísticos de los estorninos, pero se advierte otro fenómeno muy interesante: “Hay un nivel de ruido crítico –destaca Grigera–; si se copiaran las velocidades un poquito mejor, ya empezarían a ordenarse. Lo que se advierte es que éstas están muy correlacionadas espacialmente. O sea que si en un instante, en un lugar, la velocidad tiene un cierto valor, en otro muy lejano es bastante probable que también tenga ese mismo valor. Después cambia, fluctúa, el insecto dobla, se mueve y entonces nunca llega a producirse la sincronización. Es como que ‘casi’ empiezan a volar juntos, pero después se desordenan. Lo que se vio en estas primeras observaciones es que el sistema es ‘crítico’; es desordenado, pero que está justo a punto de ordenarse”.
“El fenómeno de orden, desorden y simetría aparece en muchos lugares, desde la astrofísica hasta la materia condensada”, concluye Grigera.