Una hoja de papel doblada mantiene un pliegue. Incluso si la desvelas, esa historia permanece. Es un ejemplo básico de memoria material. Las estructuras microscópicas retienen información sobre cómo fueron exprimidas, estiradas o agitadas.
Esto no es sólo una trivialidad sobre física. Comprender cómo se forman estas marcas podría cambiar la forma en que diseñamos materiales que reaccionan a su entorno. También podría servir como modelo físico para la neurociencia. ¿Cómo la memoria a corto plazo sobrescribe la memoria a largo plazo? Una suspensión de partículas en un líquido espeso parece ofrecer una respuesta literal.
Investigadores de Penn State descubrieron que dos recuerdos en competencia pueden coexistir en suspensiones simples. Ellos pelean. Se alteran entre sí. Y a veces uno mata al otro.
Cuando los recuerdos chocan
El estudio se centra en suspensiones no brownianas. Piense en jarabe de chocolate o concreto húmedo. Las partículas grandes flotan en un líquido viscoso. Son demasiado pesados para el movimiento browniano: la danza nerviosa impulsada por la energía térmica. Más bien, su movimiento está dictado por fuerzas externas. Emocionante. Sacudida.
Trabajos anteriores mostraron que estas mezclas retienen datos específicos. Agitarlos imprime una memoria direccional. Balancearlos de lado a lado registra la amplitud o fuerza de ese movimiento. Hasta ahora, cada recuerdo se había estudiado de forma aislada.
Surendra Padamata, el estudiante de posgrado principal del proyecto, lo expresó sin rodeos: “Cuando guardas un archivo en tu computadora, esa nueva memoria no influye en ningún otro archivo que ya esté allí. Pero en neurociencia, sabemos que una memoria a largo plazo puede cambiar con el tiempo”.
Considere un libro leído en la adolescencia. Entonces es una historia simple. Léelo décadas después, después de que la vida haya complicado tu visión y las capas cambien. Nuevas experiencias a corto plazo reescriben la interpretación de datos antiguos.
El equipo quería ver si la materia se comporta de esta manera. ¿Puede un material recordar dónde fue empujado y con qué fuerza? ¿Y qué sucede cuando esos recuerdos entran en conflicto?
Borrando el pasado
La respuesta está en la intensidad.
En experimentos publicados en Physical Review Letters (y seleccionados como sugerencia de un editor), los investigadores primero agitaron la suspensión. Esto encerró un registro direccional. Luego, agitaron la mezcla a distintas intensidades.
Un suave balanceo permitió que ambos recuerdos sobrevivieran. La suspensión recordó el revuelo inicial y la suave oscilación.
¿Pero subió la temperatura? Literalmente, la moción.
A medida que el balanceo se intensificaba, la memoria direccional empezó a desvanecerse. No sólo se debilitó. Desapareció. En cierto umbral, el nuevo movimiento borró por completo el camino anterior, devolviendo la suspensión a un estado en blanco perfectamente simétrico.
“Más allá de ese umbral, el propio balanceo comienza a generar una nueva memoria direccional”, señaló Padamata. El viejo disco había desaparecido. El nuevo se hizo cargo.
Por qué ocurre la competencia
¿Por qué un recuerdo borra el otro? El equipo propone una razón mecánica simple: la frecuencia de contacto.
Durante el balanceo débil, las partículas no chocan entre sí con la suficiente frecuencia como para alterar la estructura existente. Ambos recuerdos persisten.
Pero fuertes oscilaciones provocan encuentros frecuentes y violentos. Las partículas modifican la configuración demasiado rápido para que se mantenga la historia direccional más antigua. El sistema se reinicia.
Este límite de capacidad de memoria podría ser universal. No sólo aparece en líquidos. Nathan Keim, profesor asociado y líder del equipo, señala que en los vasos blandos y en los paquetes granulares aparecen memorias direccionales y de amplitud similares. Estos materiales tienen una física microscópica muy diferente. Sin embargo, comparten esta limitación.
La materia desordenada parece tener un archivador limitado. No puede clasificar infinitas entradas en competencia.
Más allá de la mesa de laboratorio
Las implicaciones van mucho más allá de las revistas de física.
Keim sugiere que estos hallazgos podrían modelar la memoria biológica. O quizás geofísica. Imaginemos estratos rocosos que conservan “recuerdos” de cambios de temperatura o vibraciones pasadas. ¿Podrían estas marcas internas predecir riesgos de terremotos? ¿Se derrumba un socavón?
Si las rocas recuerdan, podríamos borrar esos recuerdos peligrosos. Podríamos encontrar una manera de restablecer la tensión, reduciendo el riesgo geológico o construyendo mejores modelos predictivos para áreas propensas a desastres.
El Programa Científico de la Frontera Humana financió esta investigación sobre la terquedad de la materia. Los resultados son crudos. La memoria en la materia no es un archivo estático. Es un campo de batalla.
Y a veces, gana la voz más fuerte.
