Teoria nodului: de ce firele căștilor sunt întotdeauna încurcate?
Experimentele efectuate de fizicienii americani au făcut posibilă clasificarea nodurilor formate prin agitarea casetei cu fire și crearea unui model pentru formarea lor.
Secțiunile lungi ale firelor pot accepta o mare varietate de configurații. De exemplu, firul poate fi așezat în linie dreaptă sau îndoit în mijloc.
În matematică, acesta este subiectul unui întreg câmp, cunoscut sub numele de teoria nodului, care studiază încorporarea unor manifolduri unidimensionale în spațiul tridimensional euclidian. Pentru a clasifica nodurile, tabelele de noduri reprezintă o listă de diagrame ale tuturor nodurilor simple care permit proiectarea pe plan.
În 50% din toate cazurile, firul a devenit încurcat, formând un nod. Desigur, depinde mult de lungimea firului. Relativ scurt - 15 cm sau mai puțin - în cea mai mare parte noduri nu se formează. Cu toate acestea, începând de la o anumită lungime, entanglementul firului a devenit inevitabil.
Ramer și Smith au clasificat tipurile de noduri găsite folosind polinoamele Jones din teoria nodurilor matematice. După fiecare mișcare, au fotografiat firele și au injectat imaginea în computer. Programul pe care l-au creat apoi a clasificat nodurile găsite.
În special, cercetătorii au reușit să găsească 14 noduri elementare prezise de teoria matematică și constând în șapte sau mai puține intersecții. Desigur, cu cât site-ul este mai simplu, cu atât mai des sa întâlnit. Dar erau și noduri mai complexe, până la 11 intersecții.
Pe baza observațiilor lor, fizicienii au creat un model teoretic de încurcare a firelor. Se bazează pe simplul fapt că plasarea unui fir lung într-o cutie trebuie să fie îndoită, astfel încât unele dintre segmentele sale să fie paralele cu cealaltă. Atunci când cutiile sunt zdruncinate și rotite, aceste segmente se încrucișează și se termină una peste cealaltă, din nou și din nou.
Modelul de formare a nodurilor dezvoltat de Douglas Smith și Dorian Raimer
Ce se poate face pentru a face firele mai puțin încurcate? O soluție posibilă este creșterea rigidității acestora. Poate că de aceea laptopurile de ultima generație ale Apple sunt mai puțin flexibile.
O altă cale de ieșire sugerată de oamenii de știință este reducerea dimensiunii casetei. Dacă firele sunt presate puternic împotriva pereților containerului, gradul și probabilitatea de încurcare a acestora se vor diminua, de asemenea.
Citiți același lucru:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: