Экзотическая форма материи: физики создали самый сложный лабиринт в мире (фото)

Згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Physical Review X, фізики створили найскладніший лабіринт з усіх, коли-небудь створених. Для цього вони використовували принципи фрактальної геометрії та гри в шахи. Вчені створили лінії під назвою гамільтонові цикли в мозаїці Амманна-Бінкера. Таким чином вийшов лабіринт, який описує екзотичну форму матерії під назвою квазікристали, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Квазікристалами називається дуже рідкісна форма матерії, яка є дивним гібридом упорядкованих і невпорядкованих кристалів у твердих тілах. У впорядкованих кристалах, наприклад, в алмазах, атоми розташовані дуже акуратно і їхнє розташування повторюється в трьох вимірах. Якщо взяти одну частину кристалічної решітки і накласти на іншу, то вони ідеально співпадуть. У невпорядкованих кристалах, наприклад, у склі, атоми розташовані хаотично.

У квазікристалах атоми створюють решітку, яка не є ідеальним візерунком. Хоча частини кристалічної решітки схожі, але, коли накласти їх одна на одну, то не буде збігу. Такий візерунок схожий на аперіодичну мозаїку в математиці, де фігури не повторюються однаковим чином. Прикладом цього є мозаїка Амманна-Бінкера.

Фізики використовували двомірні мозаїки Амманна-Бінкера і створили гамільтонові цикли, які, як вони вважають, описують атомну структуру квазікристала. За словами вчених, форми створених ліній утворюють неймовірно складний лабіринт, розмір якого може збільшуватися нескінченно при збільшенні масштабу. Науковці пояснюють, що прикладом гамільтонова циклу є переміщення шахового коня по дошці, коли фігура відвідує кожну клітину шахівниці лише один раз, перш ніж повернутися на початкову клітину. Гамільтоновим циклом є маршрут переміщення з відвідуванням усіх точок зупинки лише один раз.

Створені фізиками цикли відвідують кожен атом квазікристала лише один раз і з'єднують усі атоми в єдину лінію, яка ніколи не перетинає сама себе, але чітко продовжується від початку до кінця. Таким чином створюється математична модель під назвою фрактал. Ця лінія природним чином створює лабіринт із початковою точкою і виходом.

Але це дослідження має набагато більше значення, ніж створення найскладнішого лабіринту. Гамільтонові цикли знайти дуже складно, тому рішення, що допомагає їх виявити, може допомогти у вирішенні інших складних завдань: від створення складних систем пошуку маршрутів до вивчення згортання білків. Також є й багато інших потенційних застосувань цього відкриття.

Фокус уже писав про те, що в іоносфері Землі фізики виявили дивні структури. Вони виникають не тільки під час великої активності Сонця, а й коли її немає.

Також Фокус писав про те, що фізики зробили нове відкриття в нашій галактиці і це погана новина для теорії темної матерії.