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Simposio Internacional: Solitón: un concepto con extraordinaria diversidad de aplicaciones inter-, trans- y multidisciplinares. Desde el mundo macroscópico al nanoscópico

Ciencias de la Vida y de la Materia | Madrid, 7 y 8 de noviembre de 2016

Presentación



Fue en la segunda mitad de 1965, o sea hace cincuenta años, cuando Norman J. Zabusky y Martin D. Kruskal acuñaron el concepto de "solitón" (onda y partícula en mecánica clásica). Fue un éxito extraordinario de la matemática con computador, metodología ya usada por Enrico Fermi, John R. Pasta y Stanislaw M. Ulam usando el computador llamado MANIAC en el Laboratorio de Los Álamos (EE. UU.). Su estudio de 1940 publicado en 1955 supuso el punto de partida que llevó al solitón y a mucho de la ciencia llamada "no" lineal cuyo desarrollo ha sido y sigue siendo espectacular. Pronto se percibió la profundidad del "invento" (o descubrimiento computacional) y sus muy diversas implicaciones, abarcando cualesquiera disciplinas de las "duras" a las "blandas" a las que ha acabado "endureciendo". Supuso usar el computador para obtener "entendimiento" y no meros resultados numéricos, sobre todo en problemas generalmente de intratable resolución analítica. Por supuesto que hubo precursores tanto del concepto como en la teoría y experimentos que tras 1965 cupo calificar de solitónicos. Mencionemos una publicación en 1895, siete décadas antes, de D. J. Korteweg y G. de Vries, parcialmente redundante de otra extensísima publicación de J. V. Boussinesq en 1877 (casi setecientas páginas). Obligatorio también es recordar trabajos publicados en 1845 describiendo observaciones y experimentos realizados en las décadas 1830-40 por J. S. Russell, ingeniero y arquitecto naval, descubridor en tiempos "modernos" de lo que llamó la onda solitaria por excelencia, origen del solitón. Russell también reinventó el transporte surfeando tales olas en ríos algo que ya era conocido en China desde hacía varios siglos. Por natural extensión trataremos también similares excitaciones localizadas como biones o respiradores (modos intrínsecos localizados con estructura periódica interna) y respiradores discretos (genuinos de redes cristalinas perfectas). Los experimentos, las publicaciones sobre solitones y similares con sus aplicaciones se cuentan por millares, y los libros a ellos dedicados por centenares (hidráulica, oceanografía, atmósfera, láseres, fibras ópticas, ciencia e ingeniería de materiales, nano-electrónica, cosmología relativista, neuro-dinámica, biología, bioingeniería, robótica, nano-electrónica, etc.).

Con este simposio pretendemos ilustrar algunos de sus fértiles usos recientes donde han aportado novedad en investigación, desarrollo e innovación. Tales son la posibilidad de controlar el transporte de electrones, rápido y a gran distancia (decenas de nanómetros) en macromoléculas como ADN, proteínas y similares o un posible transistor de efecto de campo donde los electrones surfeando sobre solitones en materiales ajenos al silicio viajan balísticamente por tanto, con todo incluido en el dispositivo, prácticamente ausencia de calor.

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