فیلم بیشتر »»
کد خبر ۹۸۱۱۲۵
تاریخ انتشار: ۰۲:۰۰ - ۲۱-۰۴-۱۴۰۳
کد ۹۸۱۱۲۵
انتشار: ۰۲:۰۰ - ۲۱-۰۴-۱۴۰۳

پیچیده‌ترین «هزارتوی» جهان که با تکرار حرکت «اسب شطرنج» ساخته شده

پیچیده‌ترین «هزارتوی» جهان که با تکرار حرکت «اسب شطرنج» ساخته شده
دانشمندان با الهام گرفتن از حرکات مهره‌های شطرنج، یک فراکتال مارپیچ‌مانند ایجاد کردند. این مارپیچ بسیار دشوار می‌تواند به بهبود درک ما از شبه‌بلورهای عجیب و غریب کمک کند.

فیزیکدانان سخت‌ترین مارپیچ جهان را با استفاده از یک دنباله شطرنج ایجاد کردند و این ابتکار می‌تواند به آن‌ها کمک کند خواص شبه‌بلورهای پیچیده را درک کنند. 

به گزارش فرادید، این مارپیچ نمونه‌ای از چرخه همیلتونی است، یعنی مسیری که دست‌کم یک بار از تمام نقاط یک نمودار بازدید می‌کند. محققان از حرکت یک مهرۀ اسب در صفحه شطرنج الهام گرفتند. نتیجه یک مارپیچ فراکتالی بی‌نهایت بسط‌پذیر شد که ساختار شبه‌بلورها را توصیف می‌کند. محققان یافته‌هایشان را اول ماه مه در مجله Physical Review X منتشر کردند. 

فِلیکس فلیکِر، نویسنده اصلی این مطالعه و فیزیکدان دانشگاه بریستول در بریتانیا، گفته: «وقتی به اشکال خطوطی که ساختیم نگاه کردیم، متوجه شدیم مارپیچ بسیار پیچیده‌ای را شکل دادند. اندازه‌های مارپیچ‌های بعدی به طور تصاعدی رشد می‌کنند و تعدادشان بی‌نهایت است.» 

شبه‌بلورها که تصویری شبیه به آن‌ها را در الگوهای کاشی نامنظم و غیرتکراری هنر اسلامی اولیه نیز می‌توان دید، بلورهای بسیار نادری هستند که اتم‌های آن‌ها در یک آرایش منظم قرار گرفته‌اند و در عین حال تکرار نمی‌شوند. آن‌ها کریستال هستند، اما سرسختانه قوانین تقارن را می‌شکنند، قوانینی که دانشمندان زمانی برای تقسیم کریستال‌های سنتی از جامداتی با ساختار آشفته‌تر از آن‌ها استفاده می‌کردند. 

پیچیده‌ترین «هزارتوی» جهان که با تکرار حرکت «اسب شطرنج» ساخته شده
تصویری که آرایش اتم‌های یک شبه بلور را نشان می‌دهد

این ساختارها که زمانی بحث‌برانگیز بودند و نخستین بار سال ۱۹۸۱ نظریه‌پردازی و سال ۱۹۸۲ کشف شدند، سبب اخراج دَن شِکتمَن از آزمایشگاه برای دفاع از این کشف شدند. او دانشمندی بود که آن‌ها را یافته بود، اما بالاخره برنده جایزه نوبل شیمی سال ۲۰۱۱ شد.

از آن زمان، شبه‌بلورها در آزمایشگاه‌ها سنتز شده‌اند، در شهاب‌سنگ‌ها و رعد و برق‌های فسیل‌شده کشف شدند و مشخص شده که در اثر آزمایش بمب ترینیتی در سال ۱۹۴۵ شکل گرفته‌اند. 

محققان برای بازسازی ساختار عجیب شبه‌بلورها، الگوریتمی ساختند تا یک چرخه همیلتونی را پیدا کنند تا به آن‌ها این امکان را بدهد که هر اتم داخل یک شبه‌بلور را از آغاز تا پایان به صورت ریاضی نمایش دهند. 

نتیجه، یک مارپیچ فراکتال بی‌نهایت مقیاس‌پذیر است، اما مدل‌سازی شبه‌بلورها کاربردهای بسیار عمیق‌تری نسبت به یک الگوی گیج‌کننده دارد. محققان می‌گویند چرخه همیلتونی آن‌ها سریع‌ترین راه برای اسکن یک شبه‌بلور  است و همچنین درک ما را در مورد چگونگی تا شدن پروتئین‌های پیچیده بالا برده و پیشنهاداتی برای نحوه جذب موثر مولکول‌های دی اکسید کربن از جو ارائه می‌دهد. 

فلیکر گفته: «ما نشان می‌دهیم شبه‌بلورهای خاص، مورد خاصی را ارائه می‌کنند که در آن، مشکل به‌طور غیرمنتظره‌ای ساده است. بنابراین، در این زمینه، ما برخی از مشکلات به ظاهر غیرممکن را قابل‌حل می‌کنیم.»

پربیننده ترین پست همین یک ساعت اخیر
برچسب ها: هزارتو ، اسب شطرنج
ارسال به دوستان
captcha
مساله بنیادین ایران: چشم‌اندازی روشن در اقتصاد، حكمرانانی كارآمد و پاسخگو ثبت حدود ۱۴۰ شکایت والدین از مدارس در سطح کشور/ بیشترین علت شکایت والدین چیست؟ از بازی ویدیویی تا برج مراقبت؛ آمریکا گیمرها را برای کنترل ترافیک هوایی استخدام می‌کند ۹۰هزار مترمربع از دریای جنوب نفتی شد/ چه کسی باید خسارت‌ها را جبران کند؟ یک نیروگاه زغال سنگ با چند پنل خورشیدی برابر است؟ پیامدهای مصرف «گل»؛ از اختلال حافظه تا وابستگی شدید متخصص خواب هاروارد: ۳ عادت علمی برای مقابله با بی‌خوابی مزمن تصاویر محرمانه XF-108؛ جنگنده 3 ماخی آمریکا بوی تعفن راز جنایتی را فاش کرد آیا می توانید چهره های تولیدشده با هوش مصنوعی را تشخیص دهید؟ مردی که همسرش را درمشهد کشته بود در زاهدان به دام افتاد/ متهم: به زنم گمان بد داشتم ILOVEYOU؛ پیام عاشقانه ای که میلیاردها دلار خسارت به بار آورد ناو هواپیمابر «جورج واشنگتن» برای جایگزینی «آبراهام لینکلن» راهی خاورمیانه شد از انقلاب فرهنگی تا گزینش‌های ایدئولوژیک؛ دانشگاه‌های ایران چرا از جهان علم عقب افتادند؟/ کسی که اوایل انقلاب استاد اخراج می‌کرد خودش بعدتر اخراج شد آخرین صعود اسطوره‌ها؛ از فتح 14 قله 8000 متری تا مرگ در برودپیک