Nuovi software per prevedere l’evoluzione di incontrollabili fenomeni naturali potranno essere sviluppati grazie alle nuove formule matematiche messe a punto dai ricercatori coordinati da Renzo Ricca del dipartimento di Matematica e Applicazioni dell’Università di Milano-Bicocca.

Le nuove formule (polinomi) consentono di misurare fenomeni come i vortici e di prevedere l’evoluzione di eventi naturali complessi come le turbolenze di una cascata d’acqua o le disordinate interazioni dei campi magnetici sul Sole o nelle altre stelle. Grazie a loro si apre la strada alla misurazione diretta di strutture complesse, come appunto i vortici, non più sperimentando ma quantificando il cambiamento in tempo reale, man mano che il fluido si muove davanti ai nostri occhi.

Lo studio è pubblicato sul Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical e condotto in collaborazione con il gruppo di Xin Liu, dell’Università di Sidney. I ricercatori descrivono la scoperta di nuove tecniche matematiche per affrontare lo studio di complessi grovigli fluidi annodati, sfruttando i più recenti progressi nella teoria matematica dei nodi (un settore della topologia che si occupa dello studio qualitativo delle forme).

Il disordinato turbinio di flussi fluidi e campi magnetici forma strutture fluide complesse, in cui le forze e l’energia si distribuiscono come in un groviglio di fili che si intrecciano e disfano continuamente. Per descrivere questa dinamica non sono sufficienti i metodi classici per elaborare i classici modelli matematici, basati sullo studio di equazioni differenziali semplificate, modelli statistici o geometria elementare.

Grazie ai formidabili progressi fatti in questi ultimi anni, in particolare dalla teoria dei nodi, è ora possibile identificare e seguire nel tempo l’annodamento e lo snodamento di filamenti fluidi nello spazio. Il risultato della ricerca non solo apre un nuovo orizzonte in quel che si chiama “dinamica topologica”, ma offre nuove possibilità per studiare fenomeni complessi, sia in aspetti fondamentali della ricerca fisica e biologica, sia nel futuro campo delle applicazioni. Fra queste, lo sviluppo di software per rendere sempre più precisa e raffinata la predicibilità di fenomeni naturali, talvolta devastanti e quasi sempre incontrollabili.

Fonte: Ansa