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
Больше миллиона Гбит в секунду: японцы побили рекорд скорости передачи данных по оптоволокну
Новости
Хаос во благо: физики создали новый инструмент для квантового мира
Наука
Hugging Face выпустила недорогих человекоподобных роботов с открытым кодом
Новости
Китайский аккумулятор для электромобиля выдержал наезд 36-тонного танка
Новости
Воспитанники детских домов изучат основы работы с нейросетями
Новости
Четвероногий робот из Цюриха научился играть в бадминтон с людьми
Новости
В MIT раскрыли механизм набора веса из-за жирной пищи и как обратить его вспять
Наука
60 000 лет рядом: ученые выяснили, кто стал первым паразитом человека
Наука
Ректора Университета Иннополис избрали членом-корреспондентом РАН
Иннополис
В Корее робопса научили паркуру и бегу по стенам: посмотрите, что он может
Новости
Древний череп «человека-муравья» нашли в Аргентине
Наука
На селфи марсохода попал неожиданный объект: его заметили не сразу
Космос
Посмотрите на двух морских коньков, которых застукали за «поцелуем» в океане
Наука
Почти 10 000 роутеров Asus тайно заразили: как проверить свой и защититься
Новости
Ракета будет доставлять товары с AliExpress за час по всему миру: ее испытали в Китае
Новости
В России пригрозили «душить» иностранные сервисы: кто в опасности
Новости
Boston Dynamics усовершенствовала систему восприятия гуманоидного робота Atlas
Новости
Наклейка на лоб анализирует мозговые волны и предсказывает переутомление
Наука
Посмотрите на робота-трансформера, который меняет форму прямо в полете
Новости
Китай отправил миссию за образцами горных пород с квазиспутника Земли
Космос