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A horcajadas en el Tiempo

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De la Teoría de Tr<strong>en</strong>zas<br />

La ilustración de la izquierda repres<strong>en</strong>ta <strong>el</strong> número de<br />

tr<strong>en</strong>zados requeridos para g<strong>en</strong>erar <strong>el</strong> movimi<strong>en</strong>to hamiltoniano<br />

de partículas <strong>en</strong> dos dim<strong>en</strong>siones. El algoritmo cu<strong>en</strong>ta cuántas<br />

veces rotan dos partículas una sobre la otra. El tr<strong>en</strong>zado con<br />

mayor cantidad de movimi<strong>en</strong>tos otorga la estimación de la<br />

medida de tres o más partículas. La cantidad de tr<strong>en</strong>zados se<br />

r<strong>el</strong>acionan con invariantes conocidas <strong>en</strong> topología y la teoría<br />

de nudos, como son las de Massey y de Milnor, y pued<strong>en</strong> ser<br />

derivadas de los integrales de Vassiliev-Kontsevich. Las<br />

invariantes pued<strong>en</strong> considerarse como funciones complejovaloradas<br />

de las trayectorias de las partículas. La parte real da<br />

<strong>el</strong> número de tr<strong>en</strong>zados, mi<strong>en</strong>tras que la parte imaginaria<br />

parece desinteresarse.<br />

En la ilustración, la parte imaginaria determina <strong>el</strong><br />

hamiltoniano d<strong>el</strong> movimi<strong>en</strong>to de la partícula. Para <strong>el</strong> caso de<br />

dos partículas, <strong>el</strong>lo da <strong>el</strong> movimi<strong>en</strong>to <strong>en</strong> dos punto-vórtices.<br />

Sin embargo, para tres o más partículas, <strong>el</strong> hamiltoniano<br />

g<strong>en</strong>era patrones de interlazado más complejos. Si<br />

examinamos la dinámica para <strong>el</strong> caso de 3 partículas,<br />

hallamos que <strong>el</strong> movimi<strong>en</strong>to es totalm<strong>en</strong>te integrable. Los<br />

patrones de los interlazados correspond<strong>en</strong> a tr<strong>en</strong>zas<br />

periódicas; <strong>el</strong> cierre de estas tr<strong>en</strong>zas da acoplami<strong>en</strong>tos tales<br />

como los anillos de Borromean. El hamiltoniano proporciona un método <strong>el</strong>egante para g<strong>en</strong>erar ejemplos geométricos simples de complicadas<br />

tr<strong>en</strong>zas y acoplami<strong>en</strong>tos.<br />

Fig. 15.03.02.06.- Para tr<strong>en</strong>zas y tr<strong>en</strong>zados p = 1 y Re λ ab ( 0 ) = 0, Re λ t y λ ca ( 0 ) = – 3/2. Para la tr<strong>en</strong>za de la figura, Re Ψ abc<br />

( P ) = 7.<br />

Invariantes Topológicas <strong>en</strong> la Teoría de Tr<strong>en</strong>zas<br />

Muchas invariantes de nudos y eslabones son muy semejantes <strong>en</strong> la teoría de tr<strong>en</strong>zas. A m<strong>en</strong>udo, los cálculos de esas invariantes son<br />

más fáciles de realizar usando tr<strong>en</strong>zas. Recordemos, que una tr<strong>en</strong>za es un juego de n cuerdas que se estiran <strong>en</strong>tre dos planos paral<strong>el</strong>os. Esta<br />

rec<strong>en</strong>sión se demuestra a través d<strong>el</strong> paso de integrales sobre tr<strong>en</strong>zas que puedan producir invariantes topológicas. La más simple de las<br />

invariantes, tr<strong>en</strong>za <strong>el</strong> número que –<strong>en</strong> términos de tiempo neto– se da con dos cuerdas que se tej<strong>en</strong>, una sobre la otra, <strong>en</strong> una tr<strong>en</strong>za. Pero<br />

también se pued<strong>en</strong> obt<strong>en</strong>er invariantes más complejas. La literatura matemática difunde invariantes de la topología algebraica que se emplean,<br />

por lo g<strong>en</strong>eral, fuera de los dominios de la física. El objetivo primario que nos hemos fijado aquí, es introducir al lector <strong>en</strong> un ord<strong>en</strong> de invariantes<br />

usando sólo conceptos <strong>el</strong>em<strong>en</strong>tales de la geometría difer<strong>en</strong>cial.<br />

Por otra parte, exist<strong>en</strong> ord<strong>en</strong>es de cantidades más altas que pued<strong>en</strong> ser <strong>en</strong>contradas directam<strong>en</strong>te buscando formas cerradas. Sin<br />

embargo, la integral de Kontsevich suministra una ruta más g<strong>en</strong>eral. Esta integral da una suma formal de todas las ord<strong>en</strong>es finitas de invariantes<br />

topológicas. Ya describimos la integral de Kontsevich , y concluimos que se trata de una invariante a las deformaciones de la tr<strong>en</strong>za.<br />

Por otro lado, algunas ord<strong>en</strong>es más altas de invariantes pued<strong>en</strong> ser usadas para g<strong>en</strong>erar la dinámica Hamiltoniana de partículas de n <strong>en</strong><br />

<strong>el</strong> plano. Las invariantes son expresadas como números complejos; pero sólo la parte verdadera da la información topológica r<strong>el</strong>evante.<br />

Ignorando a la parte imaginaria, podemos usarlas como un Hamiltonianiano. Para la n = 2, esto será <strong>el</strong> Hamiltonianiano para <strong>el</strong> movimi<strong>en</strong>to de los<br />

vórtices d<strong>el</strong> plano. El Hamiltonianiano para la n = 3 g<strong>en</strong>era movimi<strong>en</strong>tos más complejos.<br />

http://www.astrocosmo.cl/h-foton/h-foton-15_03-03.htm (5 of 7)29/12/2004 23:44:48

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