Будь то шнурки для обуви или шнуры для наушников, мы все случайно завязали узел, который не можем развязать, но мы не ожидаем, что сможем выиграть с их помощью какие-либо мировые рекорды. Теперь это сделали учёные из Китайской академии наук. Они неожиданно создали самый маленький и тугой узел в мире в крошечной структуре, состоящей всего из 54 атомов.
Исследователи проводили химические реакции для создания маленьких золотых цепочек, и когда одна реакция пошла наперекосяк, полученная цепочка самопроизвольно завязалась в клеверный узел. Этот узел-трилистник похож на крендель, за исключением того, что свободные концы слиты вместе.
При ближайшем рассмотрении оказывается, что на самом деле этому случайному узлу принадлежат два мировых рекорда. Поскольку он содержит всего 54 атома, это самый маленький узел, когда-либо созданный, превзойдя предыдущий рекорд в 69 атомов, установленный в 2020 году. Новый узел также является самым тугим узлом, когда-либо завязанным - это измеряется коэффициентом пересечения магистралей (BCR), причем меньшие числа указывают на более тугой узел. Значение BCR нового узла составляет 23, что уступает только значению BCR предыдущего самого тугого узла, равному 24.
Большинство из нас не часто задумываются об узлах, но существует раздел математики, называемый «теорией узлов», который изучает узлы. Изучение узлов — это не просто поиск более эффективных способов завязать шнурки — они могут помочь нам объяснить экстремальные вещи, например, почему Вселенная трехмерна или, что более реалистично, как ДНК и белки естественным образом завязываются в узлы. В последнем случае мы можем научиться производить более качественные лекарства, химикаты и материалы.
В настоящее время исследователи предполагают, что, используя ту же структуру, можно получить узлы меньшего размера, состоящие из 49 атомов. Возможны ли узлы меньшего размера, еще неизвестно.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.