在新的研究中,物理學家利用國際象棋的力量設計了一組復雜的迷宮,最終可以用來解決世界上一些最緊迫的挑戰(zhàn)。
他們獨特的迷宮式設計靈感來自棋盤上騎士的走法,可能有助于解決其他眾所周知的難題,包括簡化從碳捕獲到肥料生產的工業(yè)流程。這項研究已被《物理評論 X》接受發(fā)表,并發(fā)布在arXiv預印本服務器上。
布里斯托大學物理學高級講師、論文第一作者菲利克斯·弗利克博士表示:“當我們觀察所構建線條的形狀時,我們發(fā)現它們形成了極其復雜的迷宮。后續(xù)迷宮的大小呈指數增長,而且數量無限。”
在騎士巡游中,棋子(向前跳兩格,向右跳一格)只訪問棋盤上每個格子一次,然后返回起始格子。這是“漢密爾頓循環(huán)”的一個例子——地圖上的循環(huán)只訪問所有停止點一次。
由布里斯托大學領導的理論物理學家們在不規(guī)則結構中構建了無限多個越來越大的哈密頓循環(huán),這些結構描述了被稱為準晶體的奇異物質。
準晶體中的原子排列方式與鹽或石英等晶體中的原子排列方式不同。晶體中的原子以規(guī)則的間隔重復排列,就像棋盤上的方格一樣,而準晶體原子則不是這樣。
相反,它們做了一些更神秘的事情:準晶體可以在數學上描述為六維晶體切片,而不是我們熟悉的宇宙的三維。
迄今為止,人類只發(fā)現了三顆天然準晶體,它們都來自同一塊西伯利亞隕石。第一顆人造準晶體是在 1945 年的三位一體核試驗中意外產生的,這部《奧本海默》就曾描述過這次原子彈爆炸。
該群的哈密頓循環(huán)精確地訪問了某些準晶體表面的每個原子一次。由此產生的路徑形成了獨特復雜的迷宮,用稱為“分形”的數學對象來描述。
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