Regar el césped puede ser tanto pragmático como divertido con los llamados "aspersores tontos", esos encantadores artilugios de plástico que rocían agua en divertidos bucles y espirales. Pero bajo su exterior juguetón yace un serio problema de física que ha desconcertado a los científicos durante más de un siglo. Investigadores del Instituto Courant de la Universidad de Nueva York han abordado ahora el problema del aspersor inverso —popularizado por el físico Richard Feynman— experimentando con aspersores tontos que ellos mismos construyeron. Sus hallazgos, publicados en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, respaldan una teoría llamada teoría del flujo de momento y desacreditan hipótesis anteriores tanto de Ernst Mach como de Feynman.

El problema del aspersor inverso se remonta a un experimento mental en el libro de texto de Ernst Mach de 1883. Mach propuso que un aspersor succionando agua no rotaría, ya que las fuerzas en la boquilla se cancelarían. Feynman, como estudiante de posgrado en Princeton en la década de 1940, debatió famosamente el tema y construyó un experimento en el laboratorio del ciclotrón, observando solo un leve temblor. Pero experimentos posteriores produjeron resultados contradictorios: algunos mostraban una rotación inversa constante, otros solo movimiento transitorio, y algunos cambios inestables de dirección.

En 2024, el matemático aplicado de la NYU Leif Ristroph y su equipo construyeron un aspersor personalizado con cojinetes de ultra baja fricción, lo sumergieron en agua y usaron tintes y láseres para rastrear el flujo. Descubrieron que el aspersor inverso gira 50 veces más lento que uno normal, pero a través de mecanismos similares —como un "cohete al revés" donde chorros internos chocan y producen torque. Su modelo matemático, la teoría del flujo de momento, coincidió con los experimentos pero solo probó brazos en forma de S.

Ahora, Ristroph y colaboradores extienden ese trabajo a aspersores tontos de varias formas, probando tanto modos directo como inverso. Los resultados respaldan fuertemente la teoría del flujo de momento y contradicen las ideas de Mach y Feynman. También mostraron que la forma del brazo controla el flujo del chorro, ofreciendo pautas para diseñar estructuras como turbinas que convierten flujos de fluidos en energía. "Nuestros hallazgos proporcionan una comprensión más firme de cómo los componentes responden a los flujos de fluidos —conocimiento que puede guiar futuros avances en ingeniería y tecnología", dijo el coautor Brennan Sprinkle de la Escuela de Minas de Colorado.

El laboratorio de Ristroph tiene un historial de abordar acertijos coloridos: en 2018, perfeccionaron la receta de burbujas; en 2021, estudiaron los "bosques de piedra" chinos; en 2021, construyeron una válvula Tesla funcional; y en 2022, analizaron la aerodinámica de aviones de papel. Porque a veces la física más profunda proviene de los juguetes más tontos.