¿Puedes encontrar la salida desde el centro rojo del laberinto? Desplázate hacia abajo para ver la solución.
Universidad de Bristol
Un algoritmo diseñado para encontrar el camino más eficiente de átomo a átomo en un extraño tipo de cristal produce laberintos increíblemente intrincados. Además de crear laberintos, la técnica podría ayudar a acelerar ciertas reacciones químicas industriales.
Los cristales en cuestión se denominan cuasicristales porque, si bien sus átomos están dispuestos en formas repetidas como un cristal ordinario, muestran formas de simetría más complejas e impredecibles. Dichos cristales han sido sintetizado en el laboratorio e incluso fueron creados por la primera detonación de un arma nuclear en 1945, pero Sólo se ha encontrado una fuente natural:un meteorito descubierto en Rusia en 1985.
“Los cuasicristales tienen todas estas simetrías que no podrían existir en [normal] cristales, lo cual es algo fascinante”, dice Félix Flicker en la Universidad de Bristol, Reino Unido. “Es un área muy hermosa de las matemáticas, pero una en la que la gente puede apreciar su belleza de manera directa, sin necesidad de conocer necesariamente los detalles”.
Flicker y sus colegas han desarrollado un algoritmo para crear rápidamente una ruta que toca cada átomo de un cuasicristal una sola vez. Los diagramas de estas rutas forman hermosas estructuras laberínticas.
La creación de una ruta de este tipo es lo que se conoce en informática como un problema NP-completo, que se vuelve exponencialmente más complejo a medida que aumenta el número de átomos. Estos problemas pueden volverse rápidamente prácticamente imposibles de calcular a gran escala, pero los investigadores descubrieron que para algunos cuasicristales el problema es inesperadamente simple.
“Eso fue muy sorprendente porque se sabe que ese problema en general es esencialmente imposible de resolver, y no parecía haber ninguna simplificación obvia proporcionada por estos cuasi cristales porque no tienen simetrías traslacionales”, dice Flicker.
Una solución al laberinto, marcada en rojo.
Universidad de Bristol
Flicker afirma que la posibilidad de desarrollar una ruta de este tipo podría tener aplicaciones prácticas en un método de laboratorio conocido como microscopio de efecto túnel, en el que se pasa una punta ultra afilada sobre un material para detectar átomos uno por uno y crear una imagen a nivel atómico. Algunas imágenes complejas, como las de los propios cuasicristales, pueden tardar hasta un mes en crearse; pero si se puede encontrar una ruta más eficiente que incluya cada átomo, este tiempo podría reducirse a la mitad, afirma Flicker.
También cree que podría utilizarse para crear catalizadores cristalinos para procesos químicos industriales que sean más eficientes que los métodos actuales y, por lo tanto, aceleren o reduzcan los costos de fabricación de ciertos compuestos. Pero Flicker cree que con el tiempo podrían aparecer otros usos: “Esperamos que las aplicaciones más interesantes sean cosas en las que no hemos pensado antes”.
Revisión física X
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