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.»

برچسب ها: هزارتو ، اسب شطرنج
ارسال به دوستان
کشورهای با بهترین و بدترین سیستم مراقبت بهداشتی در سال ۲۰۲۶ (+ اینفوگرافیک) کشف محدوده طلایی؛ خواب کمتر و بیشتر از چه ساعتی موجب پیری می‌شود؟ تصویر رنگی‌شدۀ دو نفر از زنان ناصرالدین شاه در کنار هم شهادت 200 امدادگر و توقف فعالیت 4 بیمارستان در لبنان گفت‌وگوی تلفنی امیر قطر با ترامپ درباره کاهش تنش در منطقه تحریم ۸ کشتی و ۱۶ شرکت مرتبط با ایران توسط آمریکا دولت آمریکا به دنبال چاپ اسکناس ۲۵۰ دلاری با تصویر ترامپ مدیرکل مدیریت بحران گیلان: حادثه آتش سوزی در بندر کاسپین در دست بررسی است فارس: شلیک موشک‌های ایرانی از جنوب کشور/ ارتش: منشا صدای انفجارها از سمت دریا و مربوط به تبادل آتش است سخنگوی سازمان ملل خطاب به ایران و آمریکا: به آتش بس احترام بگذارید مشاور نتانیاهو به افشای اطلاعات محرمانه متهم شد وزیر خزانه داری آمریکا: توافق با ایران به ترامپ بستگی دارد هنر معماری ؛ بازسازی لوکس ترین سرویس بهداشتی عمومی لندن! (+تصاویر) ترور مامور فراجا در سیستان‌ و بلوچستان توسط افراد مسلح ۷ کانی شگفت انگیز که ذهن شما را درباره طبیعت به چالش می کشند (+تصاویر)