Una nueva ecuación matemática explica por qué los objetos rotos (desde jarrones hasta terrones de azúcar y burbujas que estallan) siempre parecen desmoronarse de la manera más frustrantemente consistente. La investigación publicada en Physical Review Letters revela que la fragmentación sigue un principio de “máxima aleatoriedad”, lo que significa que los objetos se rompen en pedazos de la forma más desordenada físicamente posible.
La ciencia del desorden
Durante años, los científicos han observado que, independientemente del material, los objetos destrozados producen una proporción predecible de fragmentos grandes y pequeños. Esta coherencia sugirió una regla universal oculta que rige cómo se rompen las cosas. El físico Emmanuel Villermaux, de la Universidad de Aix-Marseille en Francia, adoptó un nuevo enfoque: en lugar de estudiar cómo las cosas se rompen, se centró en los fragmentos mismos.
La idea clave de Villermaux es que la destrucción no se trata de patrones de fractura complejos, sino de maximizar el desorden (entropía). La ecuación que desarrolló combina este principio con una ley de conservación previamente descubierta que rige la densidad de los fragmentos, prediciendo efectivamente la distribución del tamaño de los fragmentos de casi cualquier evento de ruptura.
De herramientas de piedra a terrones de azúcar
La ecuación se ha probado con décadas de datos de fragmentación, incluidos vidrio, espaguetis, gotas de líquido, plástico en el océano e incluso herramientas de piedra antiguas. Sorprendentemente, todos coincidieron con la distribución de tamaño prevista. Villermaux incluso validó la ecuación con un experimento práctico: dejar caer objetos pesados sobre terrones de azúcar con sus hijas.
“Ese fue un proyecto de verano con mis hijas… ellas estaban ilustrando bien mi punto”. -Emmanuel Villermaux
Limitaciones y aplicaciones futuras
La ley de la aleatoriedad máxima no es absoluta. No se aplica cuando la rotura es perfectamente ordenada (como gotas uniformes de líquido) o cuando los fragmentos interactúan después de la rotura (determinados plásticos). Sin embargo, los hallazgos podrían tener implicaciones prácticas. Comprender la fragmentación podría mejorar la eficiencia de la minería industrial (rotura de mineral) y prepararse mejor para los desastres naturales (desprendimientos de rocas).
Investigaciones futuras explorarán el tamaño mínimo teórico que puede alcanzar un fragmento antes de que ya no exista. Esta ley de ruptura puede parecer trivial, pero demuestra que incluso el caos tiene un orden matemático subyacente.
