قامت مجموعة من العلماء بقيادة الفيزيائي، فيليكس فليكر، من جامعة "بريستول" في المملكة المتحدة، بتوليد مسارات تسمى"دورات هاميلتون"، وأنشأوا من خلالها المتاهة الأكثر صعوبة على الإطلاق. وبأخذ مبادئ من الهندسة الكسورية، ولعبة الشطرنج الاستراتيجية، أنشأوا ما يقولون إنها المتاهة الأصعب على الإطلاق، في أنماط تعرف باسم "تبليط أمان-بينكر".
مما ينتج متاهات كسورية معقدة، والتي كما يقولون، تصف شكلًا غريبًا من المادة يُعرف باسم "أشباه البلورات"، وكان كل ذلك مستوحى من حركة "الحصان" في رقعة الشطرنج. يقول فليكر: "عندما نظرنا إلى أشكال الخطوط التي قمنا ببنائها، لاحظنا أنها شكلت متاهات معقدة بشكل لا يصدق. وأحجام المتاهات اللاحقة تنمو بشكل كبير، وهناك عدد لا حصر له منها".
في حركة "الحصان" (الذي يقفز مربعين للأمام وواحدًا إلى اليمين أو اليسار)، تتحرك قطعة الشطرنج في كل مربع من مربعات رقعة الشطرنج مرة واحدة فقط، قبل أن تعود إلى مربع البداية. وهذا مثال على "دورة هاميلتون" وهي حلقة من خلال خريطة لزيارة جميع النقاط مرة واحدة فقط.
أشباه البلورات هي شكل من أشكال المادة لا يوجد إلا نادرًا جدًا في الطبيعة. إنها نوع من الهجين الغريب للبلورات المنظمة وغير المتجانسة في المواد الصلبة. في بلورة معينة مثل الملح، أو الماس، أو الكوارتز، يتم ترتيب الذرات بنمط أنيق للغاية يتكرر في ثلاثة أبعاد. يمكنك أن تأخذ جزءًا من هذه الشبكة وتركبها على جزء آخر، وسوف يتطابقان تمامًا.
المادة الصلبة غير المتبلورة أو المضطربة، هي المادة التي تكون فيها الذرات جميعها غير متجانسة. وتشمل هذه الزجاج وبعض أشكال الجليد. في حين أن شبه البلورة هي مادة تشكل فيها الذرات نمطًا، لكن النمط لا يتكرر بشكل مثالي. قد يبدو الأمر متشابهًا ذاتيًا إلى حد ما، لكن الأجزاء المتراكبة من النموذج لن تتطابق. هذه الأنماط المتشابهة ولكن غير المتطابقة تشبه إلى حد كبير مفهومًا رياضيًا يسمى "التبليط غير الدوري"، والذي يتضمن أنماطًا من الأشكال التي لا تتكرر بشكل متطابق. ويعد بلاط "بنروز" وبلاط "أمان-بينكر" أحد أشهر الأنماط.
تزور دوراتها المولدة كل ذرة، في شبه البلورة مرة واحدة فقط، وتربط جميع الذرات في خط واحد لا يتقاطع أبدًا، ويستمر من البداية إلى النهاية. ويمكن تحجيم ذلك إلى ما لا نهاية، مما يؤدي إلى إنشاء نوع من النمط الرياضي المعروف باسم "الكسور"، حيث تشبه الأجزاء الأصغر الأجزاء الأكبر. ومن ثم ينتج عن هذا الخط بشكل طبيعي، متاهة لها نقطة بداية ومخرج. يعد العثور على دورات "هاميلتون" أمر صعب للغاية. وإن تحديد هوية "الهاميلتون" تعني القدرة على حل العديد من المشكلات الرياضية الصعبة الأخرى.
للتواصل معنا 