Las ondas anormales, así como otras excitaciones localizadas menos llamativas, ocurren en la naturaleza a todas las escalas. La teoría y los modelos actuales de tales ondas se pueden aplicar a la física y, entre otros, a la oceanografía, la óptica y láseres no lineales, la acústica, los plasmas, la relatividad cosmológica y la neurodinámica. Sin embargo, también podrían desempeñar un papel importante a escala cuántica en la nanoelectrónica. En un estudio reciente, Manuel G. Velarde del Instituto Pluridisciplinario de la Universidad Complutense de Madrid, España, y colaboradores, realizó simulaciones por computadora para comparar dos tipos de excitaciones localizadas en nanoelectrónica. Sus hallazgos, publicados en un estudio reciente en EPJ B , confirme que tales excitaciones localizadas son candidatos naturales para el almacenamiento y transporte de energía. Estos, a su vez, podrían conducir a aplicaciones como transistores con una disipación de calor extremadamente baja que no utilizan silicio.
Las excitaciones localizadas espontáneamente pueden estar fijadas a la red cristalina, conocidas como respiradores discretos, o pueden viajar, y luego se las conoce como solitones u ondas de excitación solitarias espontáneas. Para aclarar más las diferencias entre los dos tipos de excitaciones, los autores desarrollaron una simulación por computadora. Se basaron en la integración directa de su dinámica utilizando un enfoque conocido como la metodología estándar de Runge-Kutta, siguiendo un fuerte pulso externo inicial en una sola unidad de celosía.
Los autores se centraron en la influencia relativa de las fuerzas que conducen a estas excitaciones como resultado de las vibraciones en el sitio y entre sitios correspondientes a unidades de celosía individuales y desplazamientos relativos de unidades, respectivamente. Bajo ciertas condiciones, encontraron quelos respiradores discretos evolucionan hacia un auténtico solitón, moviéndose a una velocidad supersónica dentro de la red.
Estos hallazgos confirman que los solitones se pueden usar como portadores naturales de energía, materia o carga eléctrica; en el último caso, transfiriendo el movimiento similar al solitón a las cargas, lo que les permite 'navegar' en la onda del solitón., los respiradores discretos son trampas de energía natural para la energía y también se pueden usar como portadores de carga eléctrica bajo ciertas condiciones.
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