科學(xué)家打造全球最難迷宮 未來有望提升碳捕獲量

在新的研究中，物理學(xué)家利用國際象棋的力量設(shè)計了一組復(fù)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(shè)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(chǎn)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(yù)印本服務(wù)器上。

布里斯托大學(xué)物理學(xué)高級講師、論文第一作者菲利克斯·弗利克博士表示：“當(dāng)我們觀察所構(gòu)建線條的形狀時，我們發(fā)現(xiàn)它們形成了極其復(fù)雜的迷宮。后續(xù)迷宮的大小呈指數(shù)增長，而且數(shù)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(xué)領(lǐng)導(dǎo)的理論物理學(xué)家們在不規(guī)則結(jié)構(gòu)中構(gòu)建了無限多個越來越大的哈密頓循環(huán)，這些結(jié)構(gòu)描述了被稱為準(zhǔn)晶體的奇異物質(zhì)。

準(zhǔn)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(fù)排列，就像棋盤上的方格一樣，而準(zhǔn)晶體原子則不是這樣。

相反，它們做了一些更神秘的事情：準(zhǔn)晶體可以在數(shù)學(xué)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(xiàn)了三顆天然準(zhǔn)晶體，它們都來自同一塊西伯利亞隕石。第一顆人造準(zhǔn)晶體是在 1945 年的三位一體核試驗中意外產(chǎn)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(zhǔn)晶體表面的每個原子一次。由此產(chǎn)生的路徑形成了獨特復(fù)雜的迷宮，用稱為“分形”的數(shù)學(xué)對象來描述。

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