Sợi thay đổi màu sắc giúp tiết lộ bí ẩn về cách thức hoạt động của nút thắt


Quyết định xem một nút thắt có phù hợp để được buộc chỉ là khoa học hơn một chút.

Một số nút thắt mạnh hơn các nút khác, nhưng các nhà khoa học đã đấu tranh để giải thích tại sao. Giờ đây, với sự trợ giúp của các sợi thay đổi màu sắc, các nhà nghiên cứu đã phát triển các quy tắc toán học đơn giản có thể xác định cường độ tương đối của các nút khác nhau chỉ dựa trên cấu trúc liên kết nút thắt - hình học về cách thắt nút.

Mặc dù thực tế là [nút thắt] đã tồn tại hàng ngàn năm, nhưng không có nhiều thông tin về lý do tại sao họ làm việc theo cách họ làm, chuyên gia toán học ứng dụng Vishal Patil của MIT nói.

Để hiểu rõ hơn về các nút thắt đơn giản nhất, Patil và các đồng nghiệp đã nghiên cứu các sợi thay đổi màu sắc, với màu sắc cho thấy các khu vực có độ căng lớn hơn và ít hơn trong một sợi thắt nút. Chủng được thấy trong các nút thắt trong các sợi đó phù hợp với biến dạng được tính toán trong các mô phỏng máy tính của các nhà nghiên cứu - cũng ước tính sức mạnh tương đối của các nút khác nhau - báo cáo của các nhà nghiên cứu trong Khoa học ngày 3 tháng 1. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật mô phỏng đó để dự đoán sức mạnh tương đối của các nút thắt phức tạp hơn được gọi là uốn cong, kết nối hai đoạn dây riêng biệt.

Patil và các đồng nghiệp sau đó phát hiện ra rằng ba đặc điểm có thể giải thích cho một sức mạnh của nút thắt. Đầu tiên, càng nhiều lần các sợi chéo, nút thắt càng mạnh. Và sự xoắn của các sợi khi chúng giao nhau cũng đóng một vai trò: Nếu các sợi bị xoắn theo hai hướng ngược lại, vòng xoắn sẽ cân bằng, khóa nút vào vị trí. Cuối cùng, nếu các sợi liền kề trượt theo các hướng đối lập khi nút thắt được thắt chặt, điều đó cũng tăng cường nút thắt.

Các quy tắc chỉ dự đoán sức mạnh tương đối của mỗi nút, có nghĩa là liệu một nút có mạnh hơn nút khác không, không phải là sức mạnh tổng thể của nó. Do đó, các nhà nghiên cứu sẽ cần xem xét các chi tiết như đặc điểm của dây hoặc sợi được sử dụng để thắt nút.

Tuy nhiên, kết quả giải thích, ví dụ, tại sao một nút vuông mạnh hơn nút thắt tương tự khác gọi là nút granny, nổi tiếng là gây ra dây giày lỏng lẻo (SN: 4/11/17). Không giống như một nút vuông, nút granny có một vòng xoắn không cân bằng - và điều đó thực sự có thể làm bạn vấp ngã.

0 Comments:

Đăng nhận xét