Membagi ruang menjadi beberapa unit dengan karakteristik geometris terbaik merupakan tantangan utama dalam banyak bidang ilmu pengetahuan dan teknologi. Para peneliti dari Karlsruhe Institute of Technology (KIT) dan rekan dari berbagai negara kini telah menemukan bahwa dalam sistem yang tidak teratur, yaitu amorf, pengoptimalan satu sel secara bertahap mengarah pada struktur yang sama, meskipun masih Itu amorf.
(Kartu lingkaran telah ditambahkan di sini, silakan buka klien Toutiao untuk melihatnya)Struktur yang tidak teratur dengan cepat menyatu menjadi keseragaman super, yang merupakan tatanan tersembunyi dalam skala besar. Penelitiannya dipublikasikan di Nature Communications. Riset ilmiah sering kali membutuhkan penemuan busa yang optimal atau cara untuk mengemas bola sekencang mungkin. Para ilmuwan telah mempelajari mosaik ideal ruang tiga dimensi sejak lama.
Ini tidak hanya signifikansi teoritis, tetapi juga terkait dengan banyak aplikasi praktis, termasuk telekomunikasi, pemrosesan gambar atau partikel kompleks. Para peneliti dari Kitt Random Institute kini telah mempelajari masalah mosaik khusus, masalah penghitung, kata Dr. Michael Andreas Klatt, mantan anggota staf institut tersebut (saat ini di Universitas Princeton, AS) : Tujuan kita adalah membagi ruang menjadi sel. Secara intuitif, semua titik di dalam sel harus sedekat mungkin dengan pusat sel. Karya teoritis ini menggabungkan geometri acak dan metode fisika statistik. KIT, Universitas Princeton, Universitas Friedrich-Alexander (FAU) Erlangen-Nuremberg
- Betapapun semrawutnya sistem pada awalnya, optimasi individu dari setiap unit secara bertahap akan membentuk struktur yang sama dengan tatanan tersembunyi. Gambar: Michael A. Klatt
Para peneliti di Institut Ruer Bokovi di Zagreb dan Universitas Murdoch di Perth menggunakan apa yang disebut algoritme Lloyd, yang merupakan metode membagi ruang menjadi wilayah yang seragam. Setiap area memiliki pusat dan berisi titik yang paling dekat dengan pusat ini dalam ruang. Area ini disebut sel Voronoi. Diagram Voronoi terdiri dari semua titik dengan beberapa pusat terdekat, sehingga membentuk batas wilayah. Para ilmuwan mempelajari optimasi lokal bertahap dari mode titik yang berbeda, dan menemukan bahwa semua keadaan yang sepenuhnya amorf, yaitu, keadaan tidak teratur tidak hanya tetap sepenuhnya amorf, tetapi juga proses awal yang berbeda berkumpul menjadi satu kesatuan yang secara statistik tidak dapat dibedakan. Pengoptimalan lokal bertahap juga dapat dengan cepat mengimbangi fluktuasi kepadatan global yang ekstrem.
Struktur yang dihasilkan hampir seragam super, dan tidak menunjukkan kejelasan apapun, tetapi menyembunyikan keteraturan di area yang luas. Oleh karena itu, urutan tersembunyi dalam sistem amorf bersifat universal, yaitu stabil dan tidak bergantung pada properti dari keadaan awal. Ini memberikan perspektif dasar untuk mempelajari interaksi antara keteraturan dan ketidakteraturan, dan dapat digunakan untuk mengembangkan materi baru. Yang menarik adalah metamaterial fotonik yang mirip dengan semikonduktor optik atau yang disebut kopolimer blok, yaitu, partikel nano yang terdiri dari urutan yang lebih panjang atau berbagai blok molekul, yang membentuk struktur biasa dan kompleks dengan cara yang diatur sendiri.
Brocade Park-Science Popularization Penelitian / Dari: University of Oregon / Jim Barlow
Artikel jurnal referensi: Nano Letters
DOI: 10.1021 / acs.nanolett.9b00357
Taman Brocade-Menyampaikan Keindahan Ilmu Alam Semesta
(Kartu lingkaran telah ditambahkan di sini, silakan buka klien Toutiao untuk melihatnya)Di pojok kiri bawah [Pelajari lebih lanjut] Unduh aplikasi Boke Garden