Eschers engle og dæmoner træsnit forudsiger, hvordan stof deformeres

Den hollandske kunstner M.C. Eschers mest berømte tegning, "Circle Limit IV (Himmel og Helvede)", viser engle og dæmoner i en tessellation, der fylder en cirkel uden tomme rum. Dette mesterlige træsnit inspirerede et internationalt partnerskab af forskere, herunder Politecnico di Milanos fysikafdeling, til at skrive dækhistorie-artiklen publiceret i Fysisk gennemgangsbreve .

Dette gratis og ukonventionelle kunstværk har givet værdifuld hjælp til videnskaben.

Opdagelsen

Forskere fra professor Paolo Biscaris gruppe, sammen med deres kolleger, opdaget, at arrangementet af engle og dæmoner i det berømte træsnit gør det muligt at forudsige, hvordan en krystallinsk krop vil ændre sin form, når den udsættes for ydre handling.

Eschers træsnit er knyttet til matematikeres arbejde, der i midten af ​​forrige århundrede udforskede hyperbolske rums egenskaber:Undersøgelsens emne viste en sammenhæng mellem disse rum og hverdagsfænomener som den permanente plastiske deformation af stof.

Værket udløste en ny tilgang til den matematiske beskrivelse af komplekse materialedeformationsfænomener.

Den nye tilgang fremsat af forskerne indikerer, hvordan krystallinske gitterformer kan forbindes med punkter i det hyperbolske rum. Under dens deformationer, materialet ændrer form, passerer f.eks. fra en Eschers englebillede til den næste engles form.

Krystalplasticitet skyldes vekselvirkningerne mellem gitterdefekter, der glider under påvirkning af de påførte kræfter.

Modellen lover at blive et nyt nyttigt værktøj til undersøgelse og numerisk simulering af mikroskopiske plastiske fænomener. Konventionelle teorier kan ikke korrekt beskrive mange egenskaber såsom mekanisk styrke og dens uforudsigelige udsving, som kan generere ægte plastiske laviner.

Kontrol af disse fænomener åbner nye veje for design og udvikling (styret af teori og simulering) af nye materialer for at optimere mikro-fremstillingsprocesser.