Бабочка машет крыльями, а ученые делают украшения

Чем дальше во времени, тем ненадежнее прогноз погоды. Это происходит потому, что небольшие изменения в начальных погодных условиях могут полностью изменить всю систему, сделав ее непредсказуемой. Другими словами, при «эффекте бабочки» насекомое может взмахнуть крыльями и создать микроскопическое изменение начальных условий, которое приведет к урагану на полмира.



Этот хаос наблюдается повсюду, от погоды до рынков труда и динамики мозга. И вот теперь в журнале «Хаос», издательство AIP, исследователи из Университета Калабрии изучили, как превратить извилистые фрактальные структуры, лежащие в основе этой науки, в ювелирные изделия с помощью 3D-печати.



Ювелирные формы основаны на схеме Чуа, простой электронной системе, которая стала первым физическим, математическим и экспериментальным доказательством хаоса. Вместо обычной цепи, которая производит осциллирующий ток, цепь Чуа приводит к осцилляциям, которые никогда не повторяются.



«Эти хаотические конфигурации, называемые странными аттракторами, представляют собой сложные структуры, которые никогда не наблюдались ранее», – говорит автор работы Элеонора Билотта. «Изображения таких структур поразительно красивы, постоянно меняясь при смене точки зрения. Ювелирные украшения показались лучшим способом интерпретировать красоту хаотических форм».



Сначала команда попыталась нанять ювелиров для создания прототипов извилистых, дугообразных узоров. Но хаотичные формы оказалось слишком сложно изготовить традиционными методами. Напротив, аддитивная печать позволяет получить необходимые детали и структуру. Напечатав украшения на 3D-принтере, команда создала контрформу для ювелира, чтобы использовать ее в качестве слепка.



«Видеть, как хаотичные формы превращаются в реальные, отполированные, блестящие, физические украшения, было большим удовольствием для всей команды. Трогать и носить их было также чрезвычайно интересно», – говорит Билотта. «Мы думаем, что это та же радость, которую испытывает ученый, когда его теория обретает форму, или художник, когда он заканчивает картину».



Украшения также можно использовать в качестве образовательного инструмента, предоставляя студентам возможность развивать свои научные знания и художественное творчество. Создавая схему Чуа, они могут манипулировать хаосом и обнаружить чрезвычайную чувствительность к начальным условиям. При проектировании украшения перед отправкой его на печать они могут изменять параметры, чтобы создавать различные формы в соответствии с личным вкусом.
В будущем авторы хотят исследовать представления хаоса с использованием сфер вместо линий. Они также планируют создать изображения хаотических узоров и разработали выставку, которая может быть адаптирована для международных музеев.

American Institute of Physics