I fisici scoprono il labirinto più complesso del mondo

I fisici scoprono il labirinto più complesso del mondo
I fisici scoprono il labirinto più complesso del mondo
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I quasicristalli potrebbero aiutarci contro il cambiamento climatico. Questi fisici sono giunti a questa conclusione creando al loro interno labirinti infinitamente complessi.

Anche in un labirinto relativamente semplice, è meglio non essere impazienti o claustrofobici. Ma non c’è dubbio che questo avrebbe la meglio su chiunque. Nella revisione fisica

Perché questo labirinto è presente sotto una forma specifica di cristalli, i “quasicristalli”, che hanno la particolarità di presentare una disposizione complessa e imprevedibile della simmetria dei loro atomi. Di conseguenza, i quasicristalli possono contenere tipi di simmetrie che sarebbero impossibili nei cristalli normali.

Un labirinto contro il cambiamento climatico

I fisici che hanno lavorato a questo studio erano guidati da un obiettivo: trovare, utilizzando un algoritmo, il percorso più veloce da un atomo all’altro, all’interno della strana disposizione dei quasicristalli. Chiaramente dobbiamo immaginare che l’atomo A sia separato dall’atomo B da un dedalo di strade che vanno in tutte le direzioni, come in una città molto mal organizzata. Lo scopo dell’algoritmo qui è trovare quale percorso prendere per passare dall’uno all’altro, il più rapidamente possibile. Ma in un quasicristallo non ci sono solo due atomi. Tuttavia, l’obiettivo dello studio era collegare tutti gli atomi, sempre attraverso il percorso più veloce.

L’algoritmo è stato programmato per riprodurre la mossa del cavallo negli scacchi. // Fonte: Università di Bristol, Physical Review

« Quando abbiamo osservato la forma delle linee che abbiamo costruito, abbiamo notato che formavano labirinti incredibilmente complessi. La dimensione dei labirinti è cresciuta in modo esponenziale e ce n’erano un numero infinito “, afferma il dottor Felix Flicker, docente di fisica all’Università di Bristol.

Normalmente, con un numero infinito di labirinti così complessi, dovrebbe essere impossibile risolverli su larga scala. Ma non qui: con l’algoritmo gli autori sono riusciti a stabilire tutti i migliori percorsi labirintici. “ Ciò è stato molto sorprendente, poiché è noto che questo problema in generale è essenzialmente impossibile da risolvere (…). » La soluzione, in definitiva semplice, è simile a quella del cavallo negli scacchi: visitare ciascun punto una sola volta, quindi tornare alla casella di partenza e così via.

La domanda sul perché rimane, ed è sorprendentemente concreta: risolvendo questi labirinti su scala atomica, acceleriamo potenzialmente i processi chimici che vengono utilizzati quotidianamente, come nell’industria. In questo caso, gli autori ritengono di aver dimostrato che i quasicristalli hanno proprietà assorbenti superiori rispetto ad altri materiali.

Spiegano quindi che potrebbero essere utili nella lotta al riscaldamento globale. Come ? Rendendo possibile assorbire e poi immagazzinare l’anidride carbonica (CO2) in eccesso nell’atmosfera (l’eccesso di CO2, causato dalle attività umane, è uno dei processi che causano il cambiamento climatico).

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