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Math applications

La belleza de los fractales se pone al servicio de la investigación

30_4_2008 From El País (by JOAN CARLES AMBROJO)

Fractal 

Un fractal es un patrón geométrico repetitivo que se puede encontrar en la naturaleza. Una definición corta para una realidad difícil de entender. Casi tres décadas después de que el matemático Benoit Mandelbrot acuñara el término, todavía se desconoce mucho de su funcionamiento. Hace unos años, estaban de moda. Ahora parece que pasen de puntillas por los medios de comunicación. “La investigación en fractales es un gran campo de las matemáticas conocido como sistemas dinámicos y la teoría del caos, por tanto, surge en cualquier ámbito de la ciencia, desde la biología a la química o la ingeniería. Se ha progresado en el conocimiento, pero dado que los fractales se encuentran en tantos campos, hay mucho que hacer”, dice el matemático Robert Devaney, de
la Universidad de Boston, que ha impartido una conferencia en Barcelona, invitado por
la Obra Social
La Caixa. “En la mayoría de campos científicos, en la ingeniería, todo el mundo pensaba que todo debía ser previsible y que, por ejemplo, una reacción química no podía tener un comportamiento caótico”, dice Devaney. Uno de los ámbitos en los que se ha pensado aplicar la teoría de los fractales es la meteorología. ¿Por qué es tan complicado predecir el tiempo a medio plazo, a partir de tres a cinco días? “Es necesario entender cómo funciona cada molécula del aire, es imposible, y por tanto los científicos intentan realizar predicciones más simples, con fractales, que puedan ayudar a entender qué es lo que está pasando en una situación meteorológica”. Reconoce Devaney que los investigadores aún trabajan en los fractales más simples, en los conjuntos de Mandelbrot, “que son muy bellos”. “Pero si aún no los entendemos bien, ¿cómo podemos predecir el tiempo, que se mueve en variables infinitas? El camino es muy largo”, añade. El conjunto de Mandelbrot se basa en unas expresiones matemáticas simples (x2+c) que producen hermosas y complicadas imágenes, cada una de ellas con significados matemáticos propios. El problema es que sólo es posible entender completamente esa ecuación si el límite del conjunto de Mandelbrot está localmente conectado, y hasta ahora nadie sabe si esto es cierto. Los fractales pueden funcionar bien en biología, para analizar los tumores, dicen los expertos: “Si las células cancerosas son benignas, entonces el fractal es muy redondo; pero si el cáncer es maligno, si se extiende, el fractal será diferente. Y tenemos herramientas que miden cuál será la dimensión fractal del conjunto y determinan si el cáncer hace metástasis. Por tanto, los fractales son una herramienta matemática de la medicina“, explica. Devaney participa en algunas reuniones mensuales que hacen en Boston un equipo de biomédicos,  discuten sobre el caos y los fractales y cómo pueden incidir éstos en la medicina. En España también hay varias iniciativas empresariales que utilizan los fractales en el desarrollo de productos: por ejemplo, una empresa nacida en
la Universidad Politécnica de Cataluña ha creado unas antenas fractales capaces de enlazar señales de varias bandas de telecomunicaciones simultáneamente.

Muere Edward Lorenz, científico estadounidense conocido por crear la teoría del caos.

17/4/2008 From El País

Edward Lorenz, científico estadounidense conocido por crear la teoría del caos  que explica por qué es tan difícil hacer pronósticos meteorológicos, ha muerto hoy de cáncer a los 90 años en su residencia de Cambridge, ha informado el    Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).                

Lorenz, meteorológo, descubrió en 1960 que pequeñas diferencias en un sistema      dinámico como la atmósfera puede provocar cambios enormes. En 1972, este científico estadounidense presentó un estudio titulado: ¿Puede el aleteo de las alas de una mariposa en Brasil provocar un tornado en Tejas?.Sus conclusiones abrieron un nuevo campo de estudios que incluyeron virtualmente todas las ramas de las ciencias, y en el caso específico de la meteorología, llevaron al convencimiento de que era imposible pronosticar el estado del tiempo más allá de dos o tres semanas con cierto grado de precisión. Al demostrar que ciertos sistemas tienen límites de predicción, Lorenz “acabó con el universo cartesiano y dio pie a la tercera revolución científica del siglo XX”, después de las teorías de la relatividad y la física cuántica, señaló Kerry Emanuel, profesor de ciencias atmosféricas del MIT.Su trayectoria como meteorólogoNacido en 1917 en West Hartford, Connecticut, Lorenz se licenció en matemáticas en la Universidad de Harvard y en el Colegio Dartmouth en 1938 para graduarse como meteorólogo del MIT en 1943. “Desde niño siempre me interesaron los números y me fascinaban los cambios del clima”, señaló en una autobiografía.Después de ser miembro del personal del Departamento de Meteoroogía del MIT entre 1948 y 1955, Lorenz fue designado profesor y después director del departamento hasta 1981. Durante su vida profesional recibió innumerables galardones por su trabajo científico, entre ellos, el Premio Crafoord que otorga la Academia Real de Ciencias de Suecia creado en reconocimiento de labores científicas no incluidas en los Premios Nobel.En 1991, recibió el Premio Kioto para las ciencias planetarias y de la Tierra. En esa ocasión, el jurado que decidió el galardón señaló que Lorenz “tuvo su más osado logro científico al descubrir el caos determinista, un principio que llevó consigo los cambios más dramáticos en la visión humana de la naturaleza” desde los tiempos del naturalista inglés Isaac Newton.