Un equipo internacional de científicos ha desarrollado una nueva técnica para simular la turbulencia, un fenómeno natural que aparece en fluidos como las corrientes oceánicas, el flujo sanguíneo, las nubes de tormenta o incluso el plasma estelar. El avance, descrito en un estudio publicado en Science Advances, usa un enfoque probabilístico inspirado en la computación cuántica, lo que permite realizar cálculos en pocas horas en lugar de los días que requeriría un superordenador convencional.

El investigador del departamento de física de la Universidad de Oxford y autor principal del estudio, Nik Gourianov, destaca la relevancia de este hallazgo: "La turbulencia sigue siendo un problema sin resolver porque no podemos simular flujos realistas con total precisión. Seguimos necesitando túneles de viento para diseñar alas de avión. Pero avances como este amplían nuestras posibilidades”, explica a CNN.

Las simulaciones tradicionales de la turbulencia utilizan una estrategia determinista, donde un conjunto específico de condiciones iniciales produce siempre los mismos resultados. La nueva metodología, en cambio, introduce la representación probabilística del fenómeno, incorporando la variabilidad aleatoria propia de los flujos turbulentos.

El equipo aplicó un algoritmo basado en redes tensiorales, una herramienta matemática usada en la computación cuántica, que permite representar datos con muchas variables de manera simplificada. Gracias a esto, lograron reducir drásticamente la memoria necesaria para realizar simulaciones y mejorar la velocidad de cálculo en un factor de mil.

James Beattie, investigador asociado del departamento de ciencias astrofísicas de la Universidad de Princeton, que no participó en el estudio, valora el impacto de este avance: “Lo que han conseguido es extraordinario. Han mejorado el uso de la memoria un millón de veces y han acelerado los cálculos en un factor de mil. Esto es algo que rara vez se ve en modelado de turbulencias”.

Pese a los resultados prometedores, el estudio no resuelve todas las cuestiones relacionadas con la turbulencia. Beattie explica que este fenómeno abarca escalas que van desde miles de años luz hasta menos de 30 centímetros, lo que hace que su simulación completa siga siendo un desafío. Yongxiang Huang, profesor del State Key Laboratory of Marine Environmental Science de la Universidad de Xiamen, coincide en que el método reduce significativamente el uso de memoria y la complejidad computacional, pero aún está lejos de ofrecer una imagen completa del fenómeno.

La turbulencia ha sido considerada el problema más antiguo sin resolver en la física. El físico teórico alemán Werner Heisenberg llegó a decir en su lecho de muerte: “Cuando me encuentre con Dios, le haré dos preguntas: ¿por qué la relatividad? ¿Y por qué la turbulencia? Estoy seguro de que tendrá una respuesta para la primera”.

Según Gourianov, la técnica que han desarrollado permite acceder a nuevas áreas de la física de la turbulencia que antes resultaban inaccesibles, aunque admite que el misterio aún está lejos de resolverse. “Muchos científicos brillantes han estudiado este problema y seguimos lejos de una solución definitiva”, concluye.