Группа ученых из Мичиганского университета в Анн-Арборе, Кентского университета штата и Университета Западного резервного района (все – США) нашла такой вариант решения задачи об упаковке одинаковых тетраэдров, в котором последние занимают рекордные 85,03% объема. До сих пор лучшим
считался результат, достигнутый в августе текущего года в Принстонском университете: 78,2% объема.
Еще в 2006 году американские исследователи провели эксперименты с макетами тетраэдров, тщательно изучив самые перспективные способы упаковки; после этого было выполнено термодинамическое компьютерное моделирование «жидкости» из твердых тетраэдров, характеристики которой при сжатии менялись естественным путем.
К удивлению ученых, в определенный момент они зарегистрировали фазовый переход первого рода и образование сложного квазикристалла – апериодической структуры, которая не обладает трансляционной симметрией, но демонстрирует так называемый дальний порядок. При дальнейшем сжатии квазикристалла и было получено значение плотности упаковки в 85,03%.
Образование упорядоченной структуры в столь простой системе твердых частиц, взаимодействия между которыми определяются их формой, представляет большой интерес для специалистов. Это свойство можно, к примеру, попытаться использовать при создании новых метаматериалов. Полная версия отчета ученых
опубликована в журнале Nature.
Компьюлента
