Chaos d'accumulation

2000/03/14 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia

• Materialak
• Fisika

L'ordre des particules peut être déterminant dans le développement de nouveaux matériaux.

Nous considérons les mathématiques comme une science de faible actualité et nous ne voyons aucune praticité. Mais quand nous préparons la valise pour voyager, ne manquons-nous pas le système de commander les choses dans moins de place?

L'ordre a toujours été l'un des plus grands violents du monde pratique. Les mathématiciens ont étudié depuis longtemps les moyens d'empiler les sphères compactes. Peu importe si elles sont des oranges ou des molécules. Les mathématiciens sont capables de voir le problème abstrait. Si elle est bien agitée, la distribution finale des ensembles de sphères est connue. Ou non ? Jusqu'à présent, 64% de l'espace était couvert et le reste était creux.

Le chimiste Sal Torquato et ses compagnons ont réexaminé le problème. Les résultats ont été publiés dans le magazine spécialisé Physical Review Letters le 6 mars. La conclusion est que ce 64% ne se produit pas toujours, c'est-à-dire dépend de la chute des boules et de la façon de les agiter. « Les gens ont essayé de trouver une méthode pour prédire le pourcentage de l'espace occupé depuis longtemps », affirme Torquato. «Le concept est très mal défini».

C'est un grand changement conceptuel. Les savants ont pris en charge ce problème, car le commerce est de base pour les systèmes propres. Autrefois, au lieu de faire des poids, ils dépendaient de la quantité de matériel introduite dans un récipient. Dans la Bible apparaît également la référence: «Bonne mesure bien agitée et compactée». Dans la chimie actuelle, par exemple, il est indispensable de savoir comment les molécules sont situées dans les matériaux.

Les scientifiques ont depuis longtemps su qu'il s'agit d'une accumulation ordonnée de plus grande compacité. Johannes Kepler, mathématicien et astronome, a annoncé cette division. C'était une accumulation avec le remplissage de 74% de l'espace. Jusqu'à récemment, il n'a pas été formellement prouvé, mathématiquement. Ce réservoir est une distribution cubique centrée sur les zones.

Le stockage aléatoire n'a pas été aussi étudié. Les expériences réalisées donnent des résultats entre 60 et 68%. Pour Torquato et ses compagnons, ce pourcentage peut atteindre 74%. Il considère que la définition des processus aléatoires est un concept très diffus. C’est une idée contraire au concept d’«accumulation fermée».

Mesure du chaos

Les chercheurs de Princeton ont utilisé la méthode de mesure de processus aléatoires pour rechercher la solution. C'est une formule mathématique. C'est-à-dire la formule pour mesurer la distance de la distribution ordonnée. A partir de là, on a défini le concept d'«état de aléatoire maximal» et on a étudié le caractère aléatoire de toutes les situations où la sphère est bloquée. Il s'agit d'un calcul par ordinateur.

L'ordre dans lequel ils ont été trouvés dans des conditions minimales est de 64%. Cependant, une méthode d'analyse systématique de ces situations est nécessaire.

D'autre part, il faut maintenant jeter les sphères et étudier les objets d'un autre type. Mais c'est un travail énorme. Le caractère aléatoire est l'un des problèmes généraux les plus importants dans le domaine du thème principal. C'est un problème qui se reflète également dans l'informatique. Selon Torquato, ces modélisations auront une grande importance dans la recherche de nouveaux matériaux. Par exemple, vous pouvez analyser le degré de aléatoire généré dans le traitement des matériaux. « Ces données peuvent aider à améliorer les caractéristiques des matériaux finaux », déclare Torquato.