Questo intricato labirinto connette i punti sulle superfici quasicristalline

Questo labirinto di riccioli frastagliati sembra uscito dal libro di enigmi più difficile al mondo. Quanto velocemente pensi di poterlo risolvere?

Bloccato/a? Non preoccuparti. In realtà è più simile a un enigma dei punti da collegare.

Il percorso labirintico nero è il percorso non intersecante più breve per collegare ogni punto su una superficie caleidoscopica "quasicristallina", come riportato dai ricercatori il 10 luglio in Physical Review X.

Shobhna Singh, fisico teorico presso l'Università di Cardiff in Galles e i suoi colleghi hanno esaminato un tipo di pattern noto come pavimentazione di Ammann-Beenker, che riempie uno spazio bidimensionale usando piastrelle quadrate e romboidali. Come alcune immagini del caleidoscopio, le pavimentazioni di Amman-Beenker sono organizzate ma il modello non si ripete regolarmente. Gli atomi in certi tipi di quasicristalli - strutture chimiche ordinate ma non ripetitive - adottano una geometria simile (SN: 10/5/11).

I ricercatori hanno trovato un percorso che tocca ogni vertice in una pavimentazione di Amman-Beenker, senza attraversarsi, prima di tornare al punto di partenza. Chiamati cicli di Hamilton, questi percorsi formano un anello chiuso che puoi tracciare senza sollevare il dito.

Risolvere un ciclo di Hamilton anche per un solo tipo di pavimentazione non è affatto cosa da poco. Ma questo ciclo particolare - e possibilmente altri - potrebbero aiutare a affrontare sfide scientifiche. Ad esempio, potrebbero rendere più efficienti certi quasicristalli come catalizzatori, sostanze che riducono l'energia necessaria per una reazione chimica. In teoria, se le molecole coinvolte nella reazione si organizzassero lungo il percorso di Hamilton di un tale quasicristallo, potrebbero attaccarsi alla superficie con massima efficienza.

In futuro, il team cercherà cicli di Hamilton su altri tipi di pavimentazioni, dice Singh. Stanno anche cercando nuovi modi per applicare il loro ciclo di Hamilton alle sfide esistenti. "L'applicazione più interessante potrebbe essere una di cui non abbiamo ancora pensato."