Любой, кто был на переполненном метро, неохотно испытал случайную близкую упаковку. Математики и физики, с другой стороны, смакуют простую версию переполненного вагона метро.
В течение многих десятилетий они спорили о том, как близко Вы можете упаковать беспорядочно устроенные сферы в коробку. Теперь бригада инженеров, кажется, уладила дебаты с удивительным заключением: нет никакого единственного ответа.В 1998 математики доказали, что способом зеленщика ставить друг на друга апельсины и грейпфрут – так называемую гранецентрированную кубическую конфигурацию – является самый эффективный способ упаковать однородно измеренные сферы; только приблизительно 26% груды являются пустым местом.
Однако математики и физики продолжили спорить о связанной проблеме: Как плотно сферы упакуют, если просто свалено в коробку? Начав в 1960-х, экспериментаторы помещают шарикоподшипники и другие сферы в резиновых воздушных шарах, встряхнул их в коробки и моделировал их на компьютерах.
Их заключение: Вы всегда заканчиваете по крайней мере с 36%-м пустым местом. Это «максимально упакованное» государство было названо случайная близкая упаковка. Все же ученые не могли договориться точно, как сферы были устроены в этом государстве, и в некоторых экспериментах, они, казалось, получили значения 33%-го пустого места или меньше.Используя машинные моделирования сфер, сжимаемых в коробке на различных скоростях, Сальваторе Торкуато и его техническая бригада в Принстонском университете показали, что нет никакого максимально упакованного случайного государства вообще.
В эксперименте, описанном в Physical Review Letters 6 марта, бригада вмещает все больше сфер в коробку путем сжатия их еще более мягко, наконец приближения к окончательному пределу зеленщика 26%-го пустого места. «Что мы завершаем, то, что Вы можете всегда упаковывать вещи все более плотно, но Вы получаете все больше заказа», говорит член команды Пабло Дебенедетти. Т.е. «случайный» и «близко упакованный» весьма зависимые понятия; поиск максимально упакованной завершением случайной коллекции не имеет больше смысла, чем поиск самого высокого короткого парня в мире.Бригада предлагает более точный способ приблизиться к проблеме. Вместо того, чтобы смотреть «на близко упаковку», они исследуют «зажатые» государства, где никакие сферы не свободны грохотать вокруг при сотрясении коробки, они находятся в. Мало того, что могло бы быть зажатое государство, которое максимально случайно – аналогичное, но более точное, понятие к случайному самому близкому упакованному государству – но могли бы также быть некоторые зажатые структуры, имеющие очень низкую упаковочную часть. «Они были бы зажаты, но имели бы огромную сумму открытого пространства», говорит Франк Штиллингер, инженер в Lucent Technologies в Нью-Джерси.
Straphangers, набраться храбрости.