ศิลปะการพับกระดาษแบบดั้งเดิมของญี่ปุ่น เป็นที่สนใจของนักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์มานาน นอกเหนือจากการทำความเข้าใจกลไกของมันแล้ว หลักการของมันยังใช้กับการพับ และการออกแบบโครงสร้างระดับนาโน อื่นๆ รวมถึงการพับแผ่นแข็งโดยใช้บานพับ แท้จริงแล้ว การใช้งานแบบหลังนี้ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่หลากหลาย ตั้งแต่การพับถุงกระดาษที่มีก้นแบนเรียบๆ ไปจนถึงการพับถุงลมนิรภัย
และกล้องโทรทรรศน์
และแม้แต่การจำลองการพับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดใหญ่สำหรับดาวเทียมอวกาศ (รู้จักซึ่งตั้งชื่อตามนักประดิษฐ์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวญี่ปุ่น) เช้าวันนี้ ฉันเข้าร่วมเซสชัน ซึ่งดูเรื่อง “กลไกสุดโต่ง” ซึ่งนักวิจัยกำลังพูดถึงโอริกามิและคิริกามิ ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของโอริกามิที่เกี่ยวข้องกับการพับ
และตัดชิ้นส่วนเล็กๆ บนกระดาษแผ่นเดียว ซึ่งเป็นวัสดุที่มีโครงสร้าง (ผู้อ่านตัวยงอาจรู้จักชื่อ จากผลงานของเขาเกี่ยวกับและพฤติกรรมส่วนรวม) กำลังพูดถึงคุณสมบัติเชิงกลของ “วัสดุที่ได้รับแรงบันดาลใจจากโอริกามิ” วัสดุดังกล่าวอ้างอิงจาก อาจเป็นวัสดุรุ่นต่อไปขั้นสูงสุดที่ตอบสนองและปรับแต่งได้
นอกจากนี้ เขายังพิจารณาถึงสิ่งที่จะเกิดขึ้นหากมีการแนะนำข้อบกพร่องหรือข้อบกพร่องโดยเจตนาในรอยพับดังกล่าว เนื่องจาก “เป็นที่ทราบกันดีว่าข้อบกพร่องนั้นทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติจำนวนมากในวัสดุตามระยะเวลาอื่นๆ อย่างมาก [ดังนั้น] เราจึงแนะนำข้อบกพร่องในรูปแบบการพับ
เพื่อตรวจสอบผลกระทบที่มีต่อ คุณสมบัติทางกลในระดับมหภาค” ที่น่าสนใจคือ นักวิจัยพบว่าข้อบกพร่องเพียงจุดเดียวจะเพิ่มความแข็งโดยรวมของวัสดุ แต่สิ่งนี้สามารถบรรเทาได้ด้วยการแนะนำข้อบกพร่องที่สองในทิศทางตรงกันข้าม เนื่องจากสิ่งนี้ทำหน้าที่ตัดขาดสิ่งแรก
และวัสดุจะกลับคืนสู่สภาพเดิม สภาพเดิม แห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกนมาพูดในเซสชั่นด้วย เขาพูดคุยเกี่ยวกับการจำลองและการทดลองที่ดำเนินการโดยกลุ่มของเขาที่ปรับคุณสมบัติเชิงกลของแผ่นคอมโพสิตนาโนผ่านการสร้างลวดลาย “โครงสร้างรอง” หรือการใช้ศิลปะของคิริงามิ ดังที่นามธรรม
กล่าวอย่าง
ฉะฉานว่า “แม้จะมีชุดส่วนประกอบขนาดเล็กที่ใช้ในการประกอบ แต่วัสดุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เช่น โปรตีนก็แสดงความหลากหลายที่น่าทึ่งในคุณสมบัติเชิงกลของพวกมัน ตั้งแต่บางสิ่งที่คล้ายยาง ความแข็งต่ำ ความยืดหยุ่นสูง และความยืดหยุ่น ไปจนถึงผ้าไหม ความแข็งแกร่งและความแข็งแกร่งสูง”
และนี่คือแรงบันดาลใจของเขาการจำลองของเขาเผยให้เห็นคุณสมบัติการตัดหลักที่จำเป็นเพื่อให้ได้ความสามารถในการขยายวัสดุที่ต้องการ นอกจากนี้เขายังพบว่าการตัดสามารถทำให้เกิดพฤติกรรมยืดหยุ่นในวัสดุที่มีความแข็งอื่นๆ คุณสมบัติที่ปรับได้นั้นสามารถปรับขนาดได้ตั้งแต่ไมโคร
ไปจนถึงมาโคร และวิธีการนี้จะช่วยให้นักวิจัย “เข้าถึงแบบย้อนกลับได้” ไปยังโครงสร้าง 3 มิติจากวัสดุ 2 มิติ นอกจากนี้ยังมีช่วงต่อมาที่นักวิจัยคนอื่นๆ ได้แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสร้างโครงสร้างและอุปกรณ์กราฟิค 3 มิติโดยใช้คิริกามิได้อย่างไร แต่ฉันไม่มีเวลาเข้าร่วม เพียงพอแล้วที่จะบอกว่า อยู่ในเรดาร์
และเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยโตรอนโตได้คิดค้นวิธีการที่แยบยลในการดำเนินการตามแผนการนี้ ซึ่งเรียกว่าการแลกเปลี่ยนค่าธรรมเนียมสองเท่า อย่างแรก อะตอมของซีเซียมซึ่งเตรียมในn ∼ 50 สถานะด้วยเลเซอร์ ได้รับอนุญาตให้ทำปฏิกิริยากับกลุ่มโพซิตรอนเย็น จากนั้นโพซิตรอนจะจับอิเล็กตรอน
ที่ถูกกระตุ้นจากอะตอมซีเซียมผ่านการแลกเปลี่ยนประจุเพื่อสร้างโพซิตรอน ในที่สุด ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนประจุครั้งที่สองระหว่างโพซิตรอนเนียมและแอนติโปรตอนที่อยู่ใกล้เคียงจะนำไปสู่การก่อตัวของอะตอมแอนติไฮโดรเจนที่มีn ∼ 45 เมื่อต้นปีที่ผ่านมา การทำงานร่วมกันได้สังเกตลำดับของปฏิกิริยานี้
ในการทดลองพิสูจน์หลักการ ทีมตรวจพบอะตอมของแอนตีไฮโดรเจนประมาณ 14 อะตอมเมื่อปรับเลเซอร์ให้สร้างอะตอมซีเซียมในสถานะn = 37 (ดู”ปฏิสสารทำยิมนาสติกด้วยแสง” ) ที่สำคัญ ทีมงานไม่ได้สังเกตเห็นเหตุการณ์ใด ๆ เมื่อเลเซอร์ถูกแยกออกหรือเมื่อขาดโพซิตรอน
อย่างไรก็ตาม
ความท้าทายต่อไปคือการพิจารณาพลังงานจลน์ของสารต่อต้านอะตอมที่ผลิตขึ้น เพื่อพิจารณาว่าวิธีการนี้สามารถผลิตสารต้านไฮโดรเจนที่เย็นมากได้หรือไม่ ทฤษฎีบท จะเกิดอะไรขึ้นกับเอกภพหากเราสามารถเปลี่ยนแต่ละอนุภาคให้เป็นปฏิปักษ์ที่เกี่ยวข้อง ย้อนทิศทางทั้งสาม
ในอวกาศ และบังคับเวลาให้เดินย้อนกลับได้ คำตอบ ตามทฤษฎีบท พคท. คือไม่มีอะไร เราจะพบว่าตัวเองอยู่ในเอกภพที่มีพฤติกรรมเหมือนจักรวาลดั้งเดิมทุกประการ แต่เราจะแน่ใจได้อย่างไร?ในช่วงเวลาต่างๆ กันในช่วง 100 ปีที่ผ่านมา ดังนั้นมาพับกันเถอะ ตลอดการเดินทาง
ไม่มีทางที่ลูกเรือจะบอกได้ว่ามันกำลังเคลื่อนที่ผ่านอวกาศอันไร้ขอบเขตหรือผ่านอวกาศอันจำกัดเดิมครั้งแล้วครั้งเล่า นอกจากนี้ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปไม่ได้แยกความแตกต่างระหว่างความเป็นไปได้เหล่านี้ เนื่องจากแต่ละรูปทรงเรขาคณิตของจักรวาลที่เป็นไปได้ทั้งสามแบบ
ได้แก่ แบน ไฮเปอร์โบลิก และทรงกลม สอดคล้องกับโทโพโลยีที่แตกต่างกันมากมาย ตัวอย่างเช่น พรู 3 มิติและปริภูมิแบบยุคลิดแบนธรรมดาได้รับการอธิบายด้วยสมการเดียวกันในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป แม้ว่าสมการแรกจะมีขอบเขตจำกัดและสมการหลังจะเป็นอนันต์ก็ตาม การกำหนดโทโพโลยีของเอกภพ
จึงจำเป็นต้องมีความเข้าใจทางกายภาพนอกเหนือจากทฤษฎีสัมพัทธภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับวิธีการเชื่อมโยงพื้นที่ต่างๆ ของกาลอวกาศ นักจักรวาลวิทยามักสันนิษฐานว่าเอกภพเชื่อมต่อกันง่ายๆ เหมือนระนาบ ซึ่งหมายความว่ามีเส้นทางตรงเพียงทางเดียวที่แสงจะเดินทางจากแหล่งกำเนิด
