به گزارش مشرق، خبرآنلاین به نقل از نيچر نوشت: حلقه‌هاي خم شده در بسياري از استفاده‌هاي روزمره خود را نشان مي دهند. جوناس و همكارانش مثال‌هايي ديگري را از اين كاربردها به غير از استفاده در چادرها مي‌آورند كه شامل سبدهاي جمع شو لباس، دروازه‌هاي خود باز شونده فوتبال و مجسمه‌هاي ساخته شده از چوب و يا كاغذ است. خم شدن حلقهها هم بيش از حدي است كه بتوانند به حالت يك حلقه معمولي مسطح قرار بگيرند، بنابراين يا آنها به شكل زين سه بعدي خم مي‌شوند و يا با پيچيدن به شكل چيزي كه شبيه توده‌اي از حلقه‌هاي مسلسل است، در حجم صرفه جويي مي‌كنند.
گرد و گرداگرد
اين پژوهشگران در تحقيق خود نشان داده‌اند كه اين شكل‌ها را مي‌توان با استفاده از نظريه‌اي كه به مفهوم رياضي كليدي واحدي به نام "بيش خمش" استناد مي كند، با دقت بالايي پيش‌بيني كرد. بيش خمش مقداري است كه به وسيله آن يك حلقه بيشتر از يك دايره كامل تانشده با همان طول، خم مي‌شود.
از اين نتايج مي‌توان براي پيدا كردن ساده‌ترين مسير‌هاي تا پشدن براي فرو كاهيدن يك حلقه بيش خميده شده به يك سيم پيچ كوچك استفاده كرد (مشكل هميشگي جمع كردن يك چادر مسافرتي). جوناس مي‌گويد: «پيدا كردن اين مسير به طور تجربي چيز كمي نيست. شما به طور طبيعي و با تغيير شكل دادن حلقه به دو دايره كوچك‌تر شروع مي‌كنيد، چون اين آسان‌ترين راه ممكن است. اما سپس مجبور مي‌شويد كه اين فرايند را ادامه دهيد و حلقه را به شكل‌هايي درآوريد كه نياز به انرژي بيشتري دارند».
«در عوض، اگر شما راهي را كه ما پيشنهاد مي‌كنيم طي كنيد، مجبور به استفاده انرژي بيشتري در شروع خواهيد بود، اما پس از آن بايد از موانع كم انرژي‌تري عبور كنيد تا به دره انرژي حلقه‌اي كه به صورت سه‌تايي بر روي هم قرار گرفته است، برسيد». كه بدين معني است كه شما با دنبال نكردن مسيري كه در ابتدا كم‌ترين انرژي را مصرف مي‌كند، در ادامه به دام مصرف انرژي بيشتر نيفتاده‌ايد. محققين روشي را با جزئياتش براي بهترين راه رسيدن به سه حلقه روي هم قرار گرفته، فراهم كردند كه در انيميشن بالا مي‌بينيد.
آنها همچنين نشان دادند كه چنين حلقه‌اي مي‌تواند حتي به صورت فشرده‌تر و تا شده‌تري ساخته شود، مثلا در 5 حلقه به جاي 3 حلقه. جوناس مي‌گويد: «اين كار سخت‌تر است، به دليل اينكه موانع انرژي بزرگ‌تر هستند». و مي‌افزايد كه براي يك چادر، بهترين راه اين خواهد بود كه سه نفر حضور داشته باشند. او هيچ دليلي نمي‌بيند كه چرا مسير تاشوي پيش‌بيني شده گروهش نبايد براي چادر‌هاي واقعي، اجرايي شود، البته به شرطي كه ماده ميله اصلي، به اندازه كافي قوي و انعطاف‌پذير باشد.
از چادر زدن تا كروموزوم‌ها
جوناس فكر مي‌كند كه شايد در مقياس مولكولي نيز، اين نتايج براي فهم شكل برخي حلقه‌هاي نسبتا سخت مولكولي همچون پلاميد‌ها (حلقه‌هايي از دي‌ان‌اي كه درون جانداراني همانند باكتري‌ها يافت مي‌شوند) و ديگر پليمرهاي حلقه‌اي شكل به كار آيد.
باسيله آدولي، رياضيداني در مركز جين لراند دآلمبرت در دانشگاه پير و مادام كوري پاريس مشغول به كار است، اشاره مي‌كند كه يافته‌هاي نسبتا مشابه و مرتبط ديگري توسط خيلي افراد ديگر گزارش شده است. وي مي‌گويد: «در حال حاضر علاقه زيادي به اين نوع مسائل مكانيكي بنيادين وجود دارد». براي مثال او مي‌گويد كه مسئله مشابهي مربوط به حاشيه‌هاي خم شده در لبه‌هاي برخي برگ گياهان مطرح شده است.
جوناس مي‌گويد كه با مقايسه كارش با كارهاي قبل از اين، يافته او كه عامل تنهاي بيش خمش، مسئله مكانيكي را توصيف خواهد كرد، «خاصيتي را دارد كه به ما اجازه مي‌دهد تا قوانين عمومي را پيدا كنيم و ابزارهاي طراحي با قابليت كاربرد آسان را تهيه كنيم».
آيا تا به حال برايتان پيش آمده كه بخواهيد يك چادر مسافرتي قوس‌دار را جمع كرده و در كيفش جا دهيد؟ چاره كار همين جاست؛ نظريه‌اي رياضي براي توصيف شكل‌هايي كه انواع حلقه‌هاي انعطاف‌پذير تشكيلدهنده اين چادرها به خود مي‌گيرند. آلين جوناس، دانشمند علم مواد در دانشگاه كاتوليك فرانسوي زبان لوون در بلژيك كه سرپرستي اين تحقيق را به عهده داشته است، مي‌گويد: «ما بهترين راه را براي خم كردن اين حلقهها پيدا كرده‌ايم».