Des physiciens ont créé le labyrinthe le plus difficile au monde en utilisant les échecs (et cela pourrait révolutionner la capture du carbone)

Grâce à l'utilisation du chevalier d'échecs, les physiciens ont créé des labyrinthes complexes qui pourraient résoudre des problèmes mondiaux urgents en rationalisant les processus industriels tels que le captage du carbone et la production d'engrais en améliorant l'efficacité et l'adsorption des quasi-cristaux.

Un groupe de physiciens a utilisé le jeu d'échecs créer une série de labyrinthes complexes cela pourrait aider à résoudre certains des plus grands problèmes du monde. Leurs labyrinthes, inspirés des mouvements du chevalier sur l’échiquier, pourraient rationaliser des processus industriels tels que le captage du carbone et la production d’engrais. L'étude a été acceptée pour publication dans une revue scientifique et peut être consultée en ligne.

Médecin Félix Scintillement de l'Université de Bristol a expliqué que les lignes créées formaient des labyrinthes très complexes :

La taille des labyrinthes augmente de façon exponentielle et il en existe un nombre infini.

Le chevalier d’échecs ne se déplace qu’une seule fois vers chaque case de l’échiquier, formant un « cycle hamiltonien », un chemin qui ne passe par chaque point qu’une seule fois.

Les physiciens ont créé des cycles hamiltoniens infinis dans des structures irrégulières qui décrivent des quasi-cristaux, une matière exotique. Les atomes des quasi-cristaux sont disposés différemment de ceux des cristaux normaux tels que le sel. Alors que les cristaux se répètent à intervalles réguliers, ce n'est pas le cas des quasi-cristaux : ils peuvent être décrits comme des sections de cristaux en six dimensions, plutôt qu'en trois.

Applications pratiques des labyrinthes atomiques

Les cycles hamiltoniens du groupe visitent chaque atome de la surface quasicristalline une seule fois, formant des chemins uniques. Ces chemins peuvent être tracés avec la pointe d’un microscope atomique sans se soulever ni se croiser, ce qui les rend utiles en microscopie à balayage, qui visualise les atomes individuels. Les cycles hamiltoniens sont les chemins les plus rapides pour le microscope, ce qui facilite la production d'images.

Le Dr Flicker a ajouté que certains quasi-cristaux rendent le problème étonnamment simple :

Dans ce contexte, nous rendons réalisables des problèmes apparemment impossibles, avec des applications pratiques dans différents domaines scientifiques.

Un exemple est l’adsorption, un processus dans lequel les molécules s’attachent aux surfaces cristallines. Si les atomes d’une surface suivent un cycle hamiltonien, les molécules flexibles peuvent se positionner efficacement le long de ces labyrinthes atomiques.

Les résultats montrent que les quasi-cristaux peuvent constituer des puits très efficaces, utiles dans le captage et le stockage du carbone, empêchant les molécules de CO2 de pénétrer dans l’atmosphère. Le co-auteur Shobhna Singh ont déclaré que les quasi-cristaux peuvent être meilleurs que les cristaux pour certaines applications d'adsorption. Les molécules flexibles trouveront davantage de moyens de adhérer aux atomes irrégulièrement disposés des quasi-cristaux, qui sont également fragiles et se brisent facilement en minuscules grains, maximisant ainsi la surface d'adsorption.

Une adsorption efficace pourrait faire des quasi-cristaux des candidats surprenants comme catalyseurs, augmentant ainsi l’efficacité industrielle en réduisant l’énergie des réactions chimiques. L'adsorption est une étape clé du procédé Haber de catalyse, utilisé pour produire des engrais àammoniac pour l'agriculture.

Source: Examen physique