Eine Gruppe von Physikern hat das ihrer Meinung nach schwierigste Labyrinth geschaffen und dabei Muster aus dem Schachspiel verwendet, um seine Struktur zu erstellen. Für den Laien sah das Labyrinth aus wie die komplizierteste Schneeflocke. Aber für Rätselliebhaber scheint das Labyrinth eine Herausforderung zu sein.
Dieses Labyrinth besteht aus Hamilton-Zyklusein Diagrammzyklus, der jeden Knoten im Diagramm nur einmal besucht. Das gleiche Bewegungsmuster zeigt sich beim „Ritterrundgang“ im Schach, bei dem eine Schachfigur jedes Feld auf dem Brett einmal besuchen kann, ohne sich zu wiederholen, bevor sie auf ihr Startfeld zurückkehrt.
Das Teamlabyrinth funktioniert auf die gleiche Weise; Dieses Labyrinth ist eine Sammlung von Hamilton-Zyklen in einem Quasikristall. Machen Sie sich keine Sorgen, wir erklären es Ihnen. Eine ausführliche Erläuterung des Aufbaus des Labyrinths ist erwünscht Veröffentlichung innen Physische X-Überprüfung.
„Als wir uns die Form der von uns erstellten Linien ansahen, stellten wir fest, dass sie ein sehr kompliziertes Labyrinth bilden“, sagte Felix Flicker, Physiker an der Universität Bristol und einer der Autoren der Arbeit, in einem Universitätsinterview freigeben„Die Größe der nachfolgenden Labyrinthe wächst exponentiell – und die Zahl ist unendlich.“
Quasikristalle sind eine seltene Materialart. Gewöhnliche Kristalle haben eine periodische Struktur, das heißt, ihre Bausteine wiederholen sich regelmäßig. Allerdings wiederholen sich quasikristalline Bausteine nicht regelmäßig; sie haben eine asymmetrische, sich nicht wiederholende Struktur, die sie in drei Dimensionen verwirrend und in anderen fast magisch macht; Im Jahr 2022 gelang es einer Gruppe von Physikern, Quantensysteme länger kohärent zu halten, indem sie mit Lasern quasikristalline Muster auf ihre Atombestandteile feuerten – mit anderen Worten: Quasikristalle in der Zeit. Ein Beispiel für einen 3D-Quasikristall ist das Ikosaeder, eine 20-seitige Form, die im Aussehen einem normalen Fußball ähnelt. Wie ein Physiker Gizmodo im Jahr 2021 sagte:
„Wenn man von periodisch zu quasiperiodisch übergeht, sind alle Wetten auf Symmetrie hinfällig … Alle diese 200 Jahre alten Regeln gelten nicht mehr – jede Symmetrie ist erlaubt, einschließlich der berühmtesten verbotenen Symmetrie für Festkörper, nämlich der Symmetrie des Ikosaeders . Mit Quasikristallen stehen einem plötzlich endlose Möglichkeiten zur Verfügung.“
In der Natur bilden sich in seltenen Fällen Quasikristalle. Ein Teil davon findet sich in Lonsdaleit, einem Mineral, das härter als Diamant ist und auf der Erde nicht auf natürliche Weise entsteht, sondern über Meteoriten auf die Erde fällt. Im Jahr 2021 entdeckten Physiker, dass sich Quasikristalle in Trinitit bilden, einem seltsamen Material, das nach dem Trinity-Bombentest im Jahr 1945 entstand, der einen Abschnitt der Wüste von New Mexico in Glas verwandelte.
Das Team hat kürzlich einen Algorithmus zur Konstruktion von Hamilton-Graphzyklen über einem zweidimensionalen Raum namens Ammann-Beenker-Kacheln vorgestellt. Das Team sagt, dass dieses zweidimensionale Labyrinth Hamilton-Zyklen aufweist, die die atomaren Muster von Quasikristallen nachahmen.
„Wir zeigen, dass bestimmte Quasikristalle einen Sonderfall darstellen, bei dem sich das Problem als einfach herausstellt“, sagte Flicker. „In diesem Zusammenhang machen wir einige scheinbar unmögliche Probleme lösbar. Es kann praktische Ziele umfassen, die sich über verschiedene Bereiche der Wissenschaft erstrecken.“
Tatsächlich gibt es wissenschaftliche Implikationen für das Muster. Wie in der Pressemitteilung der Universität erwähnt, bietet der Hamilton-Zyklus mikroskopischen Bildgebern wie Rastertunnelmikroskopen die schnellste Möglichkeit, ein Objekt zu erfassen. Die Verwendung von Quasikristallen hat auch Auswirkungen auf verschiedene physikalische Probleme, darunter solche, die zur Modellierung der Proteinfaltung verwendet werden können.
Aber wenn Sie nicht in einem dieser Bereiche tätig sind, können Sie einen Schritt zurücktreten und die Art und Weise schätzen, wie die Mathematik einige der exotischeren Muster in unserem physikalischen Universum aufdeckt.
