Путь от глины к квантовой механике: учёные заставили твёрдые тела двигаться по заданному пути

Команда исследователей из Института фундаментальных наук Кореи (nstitute for Basic Science, IBS) разработала метод создания твердых объектов, способных катиться по заранее определенным траекториям. Данный метод может найти применение в квантовой механике и медицине.

Простым примером действия траектории является мягкий глиняный шар, который после формовки определенным образом будет двигаться по одной и той же траектории каждый раз, когда его запускают. Основываясь на этом принципе, ученые разработали алгоритм, который позволяет создать форму, следующую почти любому заранее заданному пути.

В качестве доказательства исследователи создали такие формы из пластика на 3D-принтере и шарика подшипника для веса. Полученные объекты под названием "траектоиды" (trajectoids) могут помочь в понимании квантовой механики и улучшении снимков МРТ в медицине.

Иллюстрация движение твёрдого тела специальной формы

Проблемой было создание формы, которая двигается по определенной траектории и завершает свое движение в той же начальной точке. Для решения задачи были созданы «двухпериодные траектоиды», которые вращаются дважды в течение пути.

Пути различных траектоидов

Такой метод имеет потенциал применения не только в робототехнике, но и в физике, где траектоид может отображать ориентацию спина электрона в функции времени. В квантовых вычислениях такое представление может контролировать эволюцию квантового бита. Кроме того, подобная техника может помочь уменьшить нежелательные помехи на снимках МРТ.

Эксперты заявили, что даже если применения технологии не реализуются, алгоритм, предложенный учёными, поможет понять проблемы программирования траектории объекта с помощью его формы.

Недавно учёные из Университета Чикаго открыли новую главу в квантовой науке, обнаружив первые доказательства явления под названием «квантовая суперхимия». Открытие обещает ускорить химические реакции, предоставляя ученым беспрецедентный контроль над реакциями и открывая новые горизонты для квантовых вычислений.

Кроме того, недавно был создан синтетический метаматериал, способный направлять механические волны по определенному пути , что добавляет инновационный уровень управления 4D реальностью, известной как синтетическое измерение. Новый синтетический метаматериал с способен контролировать энергетические волны на поверхности твердого материала.