El origen de los delicados patrones en zig zag en los quiebres de distintos materiales ha fascinado a los investigadores por muchos años. El típico quiebre en un vidrio supera la velocidad de 1 kilómetro por segundo, por lo que su formación dura una pequeña fracción de un segundo y ha permanecido como un misterio.

Ahora hay una nueva forma de estudiarlos. Al reemplazar el vidrio con geles, es posible alentar los quiebres que causan la fractura hasta llevarlos a una velocidad medible de  metros por segundo. Esta técnica nueva ha permitido a los investigadores Itamar Kolvin, Gil Cohen y el Prof. Jay Fineberg del Instituto de Física Racah de la UHJ, desenmascarar el complejo proceso físico que sucede durante un quiebre de vidrio con un detalle microscópico y en tiempo real.

Su trabajo ha logrado descubrir que las grietas de una fractura se forman en un arreglo “topológico” especial que no puede ser revertido fácilmente, así como un nudo en una cuerda no puede ser desamarrado sin pasar toda la cuerda a través de él. Estos “nudos de grietas” aumentan la superficie formada por los quiebres y crean un nuevo espacio para disipar la energía requerida para la fractura total, haciendo que los materiales sean más difíciles de romper.

“Estas complejas estructuras que se crean en cualquier objeto fracturado nunca han sido entendidas del todo“, dijo el Prof. Jay Fineberg, agregando que “mientras una grieta puede formarse de manera perfectamente plana, la compleja estructura de nudos es la norma, aunque su formación requiera mucha más energía”. Este estudio alumbra cuán bello y complejo es el proceso de fractura y porqué los quiebres no pueden ser eliminados una vez que se formaron.

Este proceso físico ejemplifica cómo la Física y las Matemáticas se entrelazan para crear una inesperada y sutil belleza. El estudio fue publicado en Nature Materials.