물리학자가 만든 세계에서 가장 흉악한 미로

 
 
영국과 스위스의 물리학자들이 무서울 정도로 어려운 미로를 만드는 방법에 관한 연구 결과를 발표했습니다. 이 발견은 나노기술과 바이오테크놀로지에의 응용을 기대할 수 있다고 합니다.

Physicists Have Created The World's Most Fiendishly Difficult Maze : ScienceAlert

Physicists Have Created The World's Most Fiendishly Difficult Maze

 
 
영국 브리스톨 대학의 이론 물리학자인 펠릭스 플리커 등의 연구팀은 이번 연구에서 프랙털 기하학과 체스 조각의 움직임을 탐구하는 수학적 퍼즐 '나이트 투어'에서 착상을 얻어, 준결정이라고 불리는 자연적으로는 거의 볼 수 없는 물질의 패턴을 설명하는 알고리즘을 도출했습니다. 다음은 미로의 예입니다.

나이트 투어란, 「전후 좌우 2 매스 앞의 좌우의 매스」 로 점프할 수 있다는 독특한 움직임을 하는 나이트의 컷을 사용해, 체스판의 모든 매스를 방문한다는 것으로, 이것은 모든 것 정점을 한 번씩 통과하는 해밀턴 폐로의 일종이기도 합니다.

플리커 씨는 병진 대칭성, 즉 어떤 부분을 병행으로 이동시키면 딱 겹칠 수 있는 성질이 없는 준결정에 있어서의 해밀턴 폐로를 연구하는 것으로, 물질 구조의 이해가 깊어진다고 생각했습니다.

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그리고, 연구팀이 준결정의 전형적인 구조의 하나인 아만 베이커 타일의 2차원 패턴상에서 해밀턴 폐로를 생성한 결과 태어난 것이, 위의 미로라는 것입니다.

이 굵은 선이 아만 베이커 타일입니다.

이렇게 생성된 회로는 준결정의 각 원자를 한 번씩 통과하고, 겹치지 않고 모든 원자를 한 필기로 추적하는 선을 연결합니다. 그리고, 이것은 무한히 확대 · 축소하는 것이 가능해, 작은 부분이 보다 큰 부분과 유사한 프랙털 구조를 나타냅니다.

준결정 구조의 해밀턴 폐로를 특정하는 이론은 물질을 반응시키기에 가장 적합한 형상을 특정하여 촉매 기술을 효율화시키거나, 단백질이 폴딩, 즉 접히는 과정을 이해하여 의료나 청약 등 다양한 분야에의 응용을 기대할 수 있다는 것입니다.

미로의 풀이 예는 아래와 같습니다.