Znanstveni časopis “Nature Communications” objavio je rezultate istraživanja znanstvenika s Instituta “Ruđer Bošković” (foto ilustracija), koji su u suradnji s međunarodnim timom optimizirali strukture s različitim vrstama nereda i otkrili da se Lloydovim algoritmom sve pretvaraju u statistički istu strukturu koja je rješenje problema kvantizacije.

Kombinirajući različite metode računalstva, geometrije i statističke fizike, u tom interdisciplinarnom istraživanju sudjelovali su Jakov Lovrić i Ana Sunčana Smith iz Grupe za računalne bioznanosti IRB-a te njihovi kolege iz Njemačke, SAD-a i Australije, objavio je u utorak na internetskim stranicama Institut “Ruđer Bošković”.

Međunarodni tim znanstvenika bavio se posebnim problemom prostorne kvantizacije, to jest pitanjem kako popuniti prostor objektima tako da su središta njihovih masa što bliže.

Istraživanja dijeljenja trodimenzionalnog prostora geometrijskim oblicima bez preklapanja i praznina, bilo da je riječ o potrazi za optimalnim mikrostrukturama nalik pjeni ili metodama za slaganje objekata, u žarištu su znanstvenika diljem svijeta i to još od doba Keplera, koji se pitao kako najbolje posložiti topovske kugle da zauzimaju najmanje prostora, podsjeća taj institut.

“Pojednostavljeno rečeno, naš je cilj bio podijeliti prostor u ćelije počevši od različitih konfiguracija točaka u prostoru i nekim postupkom te ćelije učiniti što okruglijima, a postupak kojim smo to radili zove se Lloydov algoritam”, istaknuli su prvi autor na radu Jakov Lovrić i jedna od voditeljica istraživanja Ana Sunčana Smith.

U potrazi za redom među neuređenim strukturama

“Optimizirali smo strukture s različitim vrstama nereda i otkrili da se sve Lloydovim alogritmom pretvaraju u statistički istu strukturu, koja je rješenje problema kvantizacije”, rekao je Lovrić.

Osim toga, dodao je, pronašli su da postupna optimizacija brzo prigušuje fluktuacije gustoće i dovodi do hiperuniformnosti, čime se unosi skriveni red u sustav koji je i dalje amorfan, to jest naoko neuredan.

Zbog temeljne važnosti tog pronalaska i činjenice da se Lloydov algoritam uvelike koristi u razvoju umjetne inteligencije, rudarenju podataka i kod grafičkih efekata, objavljeni znanstveni rad važan je za znanstvena područja od matematike do biofizike i statističke fizike, te u razvoju suvremene tehnologije, posebice novih materijala.

Istraživanja se na Institutu “Ruđer Bošković” nastavljaju uz pomoć studenata fizike Sveučilišta u Zagrebu Karla Delića i Luke Cavaliere Lokasa, koji su za rad na postojanosti univerzalne hiperuniformne strukture nedavno osvojili Rektorovu nagradu.