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Hoy estamos más que orgullosos. Nuestra compañera Celia Lozano, Head of Data, ha publicado un artículo en Nature Scientific Reports (nature.com), sobre el papel de la cohesión en el flujo de partículas activas a través de cuellos de botella.

En la publicación ha reflejado cómo la Física revela la propiedad de los cuerpos sólidos de atascarse cuando son forzados a pasar por un estrechamiento, originándose un arco que tapona la salida. Como sucede en la vida cotidiana, los atascos se producen una y otra vez. Por ejemplo, los granos de sal frecuentemente obstruyen los orificios de un salero, aunque, en este caso, basta con agitar el recipiente para que el condimento vuelva a fluir.

Tal y como afirma Lozano en su artículo, en general, los taponamientos se presentan en todas las situaciones en las que se intenta hacer pasar por un lugar estrecho un gran número de sólidos discretos, ya sean piedras, sal, animales o personas; en algunos casos, con consecuencias trágicas, como las estampidas de personas en eventos multitudinarios.

Este comportamiento se ha estudiado con gran detalle en partículas inertes que fluyen a través de restricciones geométricas. Sin embargo, el efecto de la cohesión, que a menudo domina el comportamiento de los sistemas vivos que forman grupos, no se ha investigado hasta ahora.

 

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En el artículo publicado en nature.com ha investigado, desde el punto de vista experimental y numérico, junto a sus colaboradores de la Universität Konstanz del grupo del profesor Clemens Bechinger, un sistema de micropartículas que se puede programar externamente para que éstas se muevan, dependiendo de las circunstancias, mediante el uso de algoritmos de inteligencia artificial. Esto permite obtener información detallada de cómo la comunicación entre las partículas móviles afecta a sus propiedades colectivas. Las micropartículas se impulsan a través de un estrechamiento y las interacciones se controlan con precisión por ordenador.

En este caso específico, han apreciado que las interacciones están dominadas por la cohesión y la alineación está motivada por reglas sociales que rigen los comportamientos en muchos sistemas colectivos vivos. Sorprendentemente, han encontrado que la cohesión sólo tiene una influencia muy débil en el flujo de partículas, hasta un cierto umbral. Este umbral es el punto de transición de un régimen de obstrucción dominado por el arco con una fuerza de cohesión baja a un régimen de obstrucción dominado por la cohesión con una fuerza de cohesión alta.

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