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【英国和瑞士物理学家利用分形几何和国际象棋原理设计复杂迷宫，揭示准晶体奥秘】
英国和瑞士的物理学家团队创造了一个前所未有的复杂迷宫，这一成果让希腊神话中的迷宫设计大师Daedalus也望尘莫及。他们结合分形几何和国际象棋的策略，成功设计出了史上最复杂的迷宫，并在此过程中揭示了准晶体的奥秘。
在英国布里斯托大学的物理学家Felix Flicker的领导下，研究团队利用一种名为Ammann-Beenker镶嵌的图案，生成了Hamiltonian循环路线，形成了复杂的分形迷宫。他们表示，这些迷宫展示了一种被称为准晶体的特殊物质形式。
这个迷宫设计的灵感来源于国际象棋中骑士的移动方式。骑士每次跳跃两个格子向前和一个格子向右，只访问每个棋盘格子一次，然后回到起始格子，形成了一个Hamiltonian循环——在地图上只访问一次所有停止点的循环。
“我们观察到构建的线条形状时，发现它们形成了令人难以置信的复杂迷宫。随着迷宫大小呈指数级增长，它们的数量也是无限的，”Flicker解释道。
在有序晶体中，如盐、钻石或石英，原子排列成非常整齐的三维重复图案。而无序或非晶态固体中，原子随意排列，如玻璃和一些不常见的冰形式。准晶体则介于两者之间，原子形成图案但图案不完全重复，这类似于非周期镶嵌的数学概念，其中图形的排列方式不会完全重复。
Ammann-Beenker镶嵌和著名的Penrose镶嵌都是这种非周期镶嵌的例子。Flicker和他的同事——英国卡迪夫大学的物理学家Shobhna Singh和瑞士日内瓦大学的Jerome Lloyd——利用二维Ammann-Beenker镶嵌生成了描述准晶体原子图案的Hamiltonian循环。
他们生成的循环只访问准晶体中的每个原子一次，将所有原子连接成一条从头到尾不交叉的线。这种循环可以无限扩展，生成一种称为分形的数学图案，其中最小的部分与最大的部分相似。这条线自然形成了一个迷宫，有起点和出口，但这项研究的意义远不止是娱乐用途。
首先，找到Hamiltonian循环是极其困难的，能够识别Hamiltonian循环的解决方案有潜力解决许多其他棘手的数学问题，如复杂的路线寻找系统和蛋白质折叠。
这项研究对通过吸附进行碳捕获也有重要意义。碳捕获是一种通过将流体中的分子吸附到晶体上来清除分子的工业过程。如果我们能在这个过程中使用准晶体，柔性的分子可以沿着Hamiltonian循环更紧密地排列自己。
“我们的研究表明，在某些吸附应用中，准晶体可能比晶体更好，”Singh说。“例如，柔性分子会在准晶体不规则排列的原子上找到更多的着陆方式。准晶体也很脆，这意味着它们容易破碎成细小的颗粒，从而最大化它们的吸附表面积。”
这项研究不仅在理论上揭示了准晶体的复杂性，也在实践中展示了其潜在的应用价值。 https://link.storjshare.io/raw/jwhqz7grbdah7osbwaz2zbdi4gma/production/c4914f2080151b04290f570746d6a9883ab3e481f45384dad5de9f85d046c630.JPG https://link.storjshare.io/raw/jxt3nxjglnyr3rigj52p5humecbq/production/700435a42cebe6e31ffbf422a0e630b9cecf62bced6db82bfa35a18180379abd.JPG
英国和瑞士的物理学家团队创造了一个前所未有的复杂迷宫，这一成果让希腊神话中的迷宫设计大师Daedalus也望尘莫及。他们结合分形几何和国际象棋的策略，成功设计出了史上最复杂的迷宫，并在此过程中揭示了准晶体的奥秘。
在英国布里斯托大学的物理学家Felix Flicker的领导下，研究团队利用一种名为Ammann-Beenker镶嵌的图案，生成了Hamiltonian循环路线，形成了复杂的分形迷宫。他们表示，这些迷宫展示了一种被称为准晶体的特殊物质形式。
这个迷宫设计的灵感来源于国际象棋中骑士的移动方式。骑士每次跳跃两个格子向前和一个格子向右，只访问每个棋盘格子一次，然后回到起始格子，形成了一个Hamiltonian循环——在地图上只访问一次所有停止点的循环。
“我们观察到构建的线条形状时，发现它们形成了令人难以置信的复杂迷宫。随着迷宫大小呈指数级增长，它们的数量也是无限的，”Flicker解释道。
在有序晶体中，如盐、钻石或石英，原子排列成非常整齐的三维重复图案。而无序或非晶态固体中，原子随意排列，如玻璃和一些不常见的冰形式。准晶体则介于两者之间，原子形成图案但图案不完全重复，这类似于非周期镶嵌的数学概念，其中图形的排列方式不会完全重复。
Ammann-Beenker镶嵌和著名的Penrose镶嵌都是这种非周期镶嵌的例子。Flicker和他的同事——英国卡迪夫大学的物理学家Shobhna Singh和瑞士日内瓦大学的Jerome Lloyd——利用二维Ammann-Beenker镶嵌生成了描述准晶体原子图案的Hamiltonian循环。
他们生成的循环只访问准晶体中的每个原子一次，将所有原子连接成一条从头到尾不交叉的线。这种循环可以无限扩展，生成一种称为分形的数学图案，其中最小的部分与最大的部分相似。这条线自然形成了一个迷宫，有起点和出口，但这项研究的意义远不止是娱乐用途。
首先，找到Hamiltonian循环是极其困难的，能够识别Hamiltonian循环的解决方案有潜力解决许多其他棘手的数学问题，如复杂的路线寻找系统和蛋白质折叠。
这项研究对通过吸附进行碳捕获也有重要意义。碳捕获是一种通过将流体中的分子吸附到晶体上来清除分子的工业过程。如果我们能在这个过程中使用准晶体，柔性的分子可以沿着Hamiltonian循环更紧密地排列自己。
“我们的研究表明，在某些吸附应用中，准晶体可能比晶体更好，”Singh说。“例如，柔性分子会在准晶体不规则排列的原子上找到更多的着陆方式。准晶体也很脆，这意味着它们容易破碎成细小的颗粒，从而最大化它们的吸附表面积。”
这项研究不仅在理论上揭示了准晶体的复杂性，也在实践中展示了其潜在的应用价值。 https://link.storjshare.io/raw/jwhqz7grbdah7osbwaz2zbdi4gma/production/c4914f2080151b04290f570746d6a9883ab3e481f45384dad5de9f85d046c630.JPG https://link.storjshare.io/raw/jxt3nxjglnyr3rigj52p5humecbq/production/700435a42cebe6e31ffbf422a0e630b9cecf62bced6db82bfa35a18180379abd.JPG
