Физики создали самый сложный в мире лабиринт

Квазикристаллы представляют собой одну из экзотических форм материи, сохраняющую упорядоченность, но с неидеальной и неповторяющейся структурой.

Перспективы использования квазикристаллов включают абсорбционные материалы и процессы синтеза белков. Группа физиков из Великобритании и Швейцарии взялась за решение задач проектирования таких сложных структур, которые также можно рассматривать как самые замысловатые лабиринты в мире.

Эти вопросы имеют многовековую историю. Примером может служить частный случай квазикристаллов, упомянутый учеными около 300 лет назад в задаче о ходе коня. В этой задаче шахматная фигура должна посетить каждую клетку доски один раз и вернуться в исходную позицию. В общем случае такое поведение известно как гамильтонов цикл (или путь, если возврат в начальную точку не требуется). Эта проблема связана с созданием фракталов — геометрических узоров, состоящих из повторяющихся элементов, напоминающих общую структуру.

В своем исследовании ученые использовали непериодическую мозаику Амманна-Бенкера, аналогичную более известной мозаике Пенроуза.

Мозаика (плитка) Амманна-Бенкера

Американский писатель-фантаст Нил Стивенсон, в своем романе «Анафем», уделил внимание этому графическому феномену. Ученые использовали эту концепцию для моделирования циклов, в которых каждый атом в кристаллической решетке квазикристалла посещается только один раз, соединяя все атомы в одну непрерывную линию. Эти структуры можно бесконечно масштабировать, подобно фракталам.

Цель исследования заключалась не в создании головоломок для развлечения, а в оптимизации логистических задач и решения проблемы сворачивания белков. Также такая модель может повысить эффективность поглощения углекислого газа или других молекул, используя лабиринтообразные кристаллические структуры. Фрактальность этих структур увеличивает эффективность за счет возможности деления на более мелкие части.

Результаты исследования опубликованы в Physical Review X.

Читать далее:

Выяснилось, как люди выбирают с кем встречаться и вступать в брак

Магниты ИТЭР готовы к сборке: реактор создаст поле в 250 000 раз сильнее земного

Ученые определили, как отучить кошек драть мебель

На обложке: модель квазикристалла с гамильтоновым путём. Авторские права: University of Bristol

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Найдена странная клеточная сущность на грани жизни
Наука
Ученые раскрыли тайну странного поведения у акул
Наука
Госдума утвердила закон о едином магазине приложений: RuStore становится обязательным
Новости
Путин утвердил запуск цифрового сервиса: мессенджер, «Госуслуги» и ID в одном приложении
Новости
Астрономы раскрыли тайну рождения редких двойных горячих юпитеров
Космос
В янтаре нашли следы грибков-зомби, которым 99 000 000 лет
Наука
Google выпустила автономный «мозг» для роботов: новая модель работает без сети
Новости
В Сингапуре открыли способ омолодить сердце, не меняя клетки
Наука
Возраст стоянки древних людей в Красноярске увеличили на 10 000 лет
Наука
Стартап представил технологию, делающую кровь «прозрачной» во время операций
Наука
Посмотрите, как притягиваются одноименно заряженные частицы
Наука
Наша Вселенная прибыла из другого мира: теория мироздания оказалась неверна
Космос
Появилась безопасная альтернатива препаратам от диабета и ожирения
Наука
Посмотрите на миллионы звезд и 2000 астероидов в беспрецедентном качестве
Космос
Облик древнего существа впервые восстановили в лаборатории: ему 580 млн лет
Наука
Спрос на специалистов по безопасности ИИ в России вырос в четыре раза
Новости
Опасный астероид может столкнуться с Луной вместо Земли: это угрожает спутникам
Космос
Строение перьев совы скопировали для разработки универсальной шумоизоляции
Наука
Популярный антидепрессант нарушил созревание половых клеток у мышей
Наука
На орбиту впервые отправили квантовый компьютер
Космос