فیزیک و حشت - The physics of panic

فیزیک و حشت - The physics of panic

زمانی‌که افراد در یک مجموعه کنار هم قرار می‌گیرند، پیوندهای فیزیکی و عاطفی، حرکت، حالت ذهن و اراده‌ی آن‌ها را تعریف می‌کنند. درک ویژگی‌های جمعیت به‌ما کمک می‌کند تا وحشت‌های ناشی از یک اتفاق ناگواری مثل یک حمله تروریستی را کنترل کنیم. علم به جمعیت برای مدیریت بسیاری از موارد اضطراری بسیار مهم است، به ویژه هنگامی‌که تراکم بسیار خطرناک می‌شود. همانطور که در مراسم رژه عشق در آلمان در سال 2010 اتفاق افتاد، هزاران نفر از شرکت کنندگان در یک جشنواره موسیقی رقص الکترونیکی، در حالی‌که سعی در ورود به یک تونل باریک را داشتند، وحشت و هرج و مرج در میان جمعیت صدها نفر را مجروح کرد و 21 نفر بر اثر خفگی درگذشتند.

علم اساسی و ضرورت حفظ امنیت عمومی می‌طلبد که ما با استفاده از طیف وسیعی از رشته‌ها، علم کاملی از جمعیت را توسعه دهیم. روان‌شناسان اجتماعی نشان داده اند که جمعیت‌ها تحت تاثیر رفتار شخصیت‌های فردی قرار می‌گیرند. بنابراین باید انتظار داشته باشیم که جمعیت می‌توانند رفتاری نوع دوستانه و مفید یا رفتار برعکس را تصور و تجسم کنند. روی این حساب، اکنون ما می‌توانیم با تجزیه و تحلیل کمی، با استفاده از فیزیک کلاسیک و فیزیک آماری، علوم محاسباتی و نظریه سیستم‌های پیچیده – مطاله گروه‌های در تعامل، علم جمعیت را گسترش دهیم.

Revellers rush up a hill after panic broke out during the Love Parade in Duisburg, Germany, on 24 July 2010. Photo by Erik Wifferes/Afp/Getty

یک مفهوم مرتبط با نظریه پیچیدگی، مفهوم حالت اظطرار(emergence) است که وقتی تعامل بین موجودات باعث ایجاد رفتار گروهی می‌شود، نمی‌توانیم ویژگی‌های اجتماع را از هر عنصر فردی پیش‌بینی نماییم.

اگر تعامل بین موجودات شناخته شود، رفتار اظطراری را می‌توان پیش‌بینی کرد، همانطور که در سال 2014 توسط محققان دانشگاه مینسوتا نشان داده شده است. آن‌ها تعیین کردند که چگونه دونفر حرکت شان باهم تعامل دارند و از این رو، در یافتند که حرکت یک جکعیت چگونه است. این محققان در اول ایده‌ی را از فیزیک در نظر گرفتند و این تیوری را در نظر گرفتند که مانند رفتار الکترون‌ها، افراد جمعیت یا عابران پیاده، با دفع یکدیگر، از نزدیک‌شدن با یکدیگر جلوگیری می‌کنند. اما پایگاه داده‌های ویدیویی در عوض نشان دادند که وقتی مردم می‌بینند که در حال تصادف هستند، مسیر خود را تغییر می‌دهند. بنابراین، محققان معادله‌ی را برای توصیف نیروی جهانی(universal force) دافع بین دونفر، بر اساس زمان تا تصادم و نه مسافت، تنظیم کردند.

این فرمول، با موفقیت توانست دنیای واقعی یک حالت اظطرار را برای توصیف سیمای یک جمعیت، تکثیر کند. مانند تشکیل حالت نیم‌دایره در هنگام انتظار برای عبور از یک گذرگاه باریک، یا تلاش فردی برای پیداکردن راه‌های باریک مستقل، زیرا افراد جمعیت به‌سوی گذرگاه‌های مختلف در حرکت اند. این حقیقت کمک می‌کند تا مسیرهای حرکت به‌خوبی شبیه‌سازی شود.

برای مفید بودن شبیه‌سازی در مواقع اظطراری، تجزیه و تحلیل جمعیت باید مسبب بروز عواطف نیز باشند. گسترش ترس می‌تواند رفتارهای اظطراری را تغییر دهد، همانطوری که توسط محققان دانشگاه صنعتی خواجه نصرالدین طوسی در ایران نشان داده شد. آن‌ها در سال 2015 در یک نسخه کمپیوتری از یک فضای عمومی متشکل از صدها بزرگسال و کودک شبیه‌سازی کردند و نگهبانان امنیتی را نیز ایجاد کردند که مردم را به‌سمت خروجی‌ها هدایت می‌کردند. با فرض این‌که شرکت‌کنندگان به‌حادثه خطرناکی در حال وقوع واکنش نشان می‌داند، شبیه‌سازی سطوح وحشت‌زدگی و حرکات تصادفی را هنگامی‌که آن‌ها راه‌های اظطراری را پیدا کردند و خارج شدند، تشدید بخشید.

محققان با اجرای شبیه سازی، دریافتند که بسته به‌ترکیب شرکت کنندگان، بین 18 تا 99 درصد می‌توانند فرار کنند. بیشترین تعداد فرارها با کمترین یا بیشترین تعداد افراد یا مأموران امنیتی رخ نداد، بلکه در مقادیر متوسط بود. این نشان می‌دهد که وضعیت عاطفی یک جمعیت می‌تواند دینامیک خود را در یک مرحله غیرخطی پیچیده انجام دهد.

با مشاهده رفتار بدنی آن‌ها می‌توانیم احساسات افراد را در یک جمعیت واقعی مشخص کنیم. در سال 2018، تیمی تحت نظر هوی یو از دانشگاه پورتسموث در انگلیستان از انرژی جنبشی، انرژی حرکی در فیزیک، استفاده کرد تا به‌عنوان یک معیار عمل کند که بتواند با ورود جمعیتی به وضعیت عاطفی «غیر طبیعی» کمک کند. اعضای جمعیت که از یک حادثه خطرناک مانند انفجار در حال فرار هستند، انرژی جنبشی را افزایش دادند که می‌توان در تصاویر ویدیویی جمعیت در زمان واقعی حوادث، مشاهده کرد. محققان با استفاده از تکنیک‌های دید کمپیوتری، سرعت پیکسل‌های تشکیل دهنده تصاویر را محاسبه کردند و از آن‌ها قسمت‌های پرتکاپوی جمعیت را شناسایی نمودند.

محققان روش خود را به‌مجموعه داده‌های کلیپ‌های ویدیویی جمع آوری شده توسط دانشمند کمپیوتر، نیکولا پاپانیکلوپولوس و همکارانش در دانشگاه مینسوتا، اعمال کردند. این کلیپ‌ها جمعیت زیادی از افراد واقعی را نشان می‌دهد که نسبت به‌شرایط اضطراری شبیه‌سازی‌شده، واکنش نشان می‌دهند. در ابتدا، افراد به‌طور عادی قدم می‌زنند، سپس ناگهان پراکنده می‌شوند و از همه جهات فرار می‌کنند. الگوریتم انرژی به‌سرعت این انتقال‌ها را حس کرد و محققان نتیجه می‌گیرند که این روش می‌تواند به‌طور خودکار رفتار غیرعادی و خطرات بالقوه را در مجامع عمومی تشخیص دهد.

سایر ارتباطات بین احساسات و اعمال توسط دانشمند کمپیوتر دینش منوچا(Dinesh Manocha) و همکارانش در دانشگاه مریلند در مدل «CubeP» ترسیم شده است، که تجزیه و تحلیل عوامل فیزیکی، فیزیولوژیکی و روانشناسی را متحد می‌کند. این سه عامل در طول فعالیت بدنی و واکنش‌های عاطفی که باعث ایجاد جمعیتی در بحران می‌شوند، که به شدت با هم مرتبط هستند. CubeP از فیزیک اصلی نیروها و سرعت‌ها برای محاسبه تلاش بدنی یک شخص در حال حرکت استفاده می‌کند. CubeP همچنین الگوی آلودگی عاطفی را که در سال 2015 توسط مهندس کمپیوتر فوندا دروپینر(Funda Durupinar) و همکارانش در دانشگاه بیلکنت در ترکیه تهیه شده است، شامل می‌کند، که شامل پروفایل‌های شخصیتی معمولی است که پاسخ فرد به استرس را تعیین می‌کند. CubeP براساس تلاش بدنی، یک اندازه‌گیری فیزیولوژیکی از سطح هراس برای هر فرد در نظر می‌گیرد. این بر ضربان قلب تأثیر می‌گذارد، که مشخص شده است میزان ترس را نشان می‌دهد. همه این‌ها برای پیش‌بینی سرعت و جهت حرکت برای هر عضو جمعیت ترکیب شده است.

محققان، CubeP را در شبیه‌سازی‌های کمپیوتری از واکنش جمعیتی‌که در نزدیک وقوع یک واقعه خطرناک بودند، با نتایج واقع‌بینانه آزمایش کردند. یک شخص مجازی در نزدیکی تهدید‌، به‌سرعت وحشت‌زده می‌شود و فرار می‌کند. فرد دوردست‌تر، هر چند بعدا با ترس و رفتار فرار، به آلودگی عاطفی پاسخ می دهد. محققان همچنین CubeP را به‌مجموعه داده دانشگاه مینه سوتا و فیلم‌هایی از شرایط اضطراری واقعی، مانند سیستم مترو شانگهای در سال 2014، و واقعه‌ی خارج از ساختمان پارلمان انگلیس در سال 2017 اعمال کردند. در تمام این‌ها، مدل شبیه‌سازی رفتار اجتماعی CubeP نسبت به رویکرد Durupinar و مدل‌های دیگر که عوامل فیزیکی، روانی و فیزیولوژیکی را با یکدیگر ادغام نمی‌کنند، به‌شکل خردمندانه‌ای به واقعیت نزدیک بود.

این پیشرفت، قدرت یک علم چندرشته‌ای از جمعیت را نشان می‌دهد. از آنجا که بینش‌ها جمع می‌شوند، آن‌ها مطمئنا در طراحی معماری و برنامه‌ریزی برای بروز فاجعه مفید هستند. با این‌حال، یافته‌ها می‌تواند به‌نظارت بیشتر جمعیت در فضاهای عمومی منجر شود، پدیده‌ای که هم‌اکنون نگرانی‌های اتحادیه آزادی‌های مدنی آمریکا در مورد حریم خصوصی و احتمال سواستفاده را برانگیخته است.

چیزی از دست می‌رود و چیزی با کاهش رفتار جمعیت به اعداد به‌دست می‌آید. مقایسه مدل‌ها با داده‌های واقعی، بینش استقبال از پویایی جمعیت را ارائه می‌دهد، اما ما نیز نیازمند درک روانشناسی هستیم. الیاس کانتی، نویسنده  و برنده جایزه نوبل(1960) نوشت: «کلاغ‌ها و قدرت کلاسیک، روزی را پیش‌بینی کرد که این همکاری می‌تواند به‌شکستن کد جمعیت کمک کند.» وی با توجه به اهمیت تراکم بحرانی خاص در رفتار جمعیت، نوشت: «ممکن است روزی بتوان این چگالی را دقیق‌تر و حتی اندازه گیری کرد.» اکنون ما می‌توانیم چنین مقادیری را اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل کنیم، اما به نظرات گسترده علوم انسانی و علوم اجتماعی نیز نیاز داریم تا به ما بگویند که آن‌ها واقعاً در این مورد چی نظری دارند.

ترجمه: آصف برخیا

منبع: theweek

تمثیل یک توهم

تمثیلِ یک توهم

ما زنده بر آنیم که آرام نگیریم 
موجیم که آسودگی ما عدم ماست

ما در کتابهای‌مان می‌خوانیم که در سال ۱۹۲۴ کسی به‌نام لویی دوبروی، پس از توضیح فتوالکتریک توسط اینشتین در ۱۹۰۵ و مطرح کردن حالت ذره‌ای نور یعنی فوتون، چیزی جالب‌تری را مطرح کرد. البته یادآوری کنم که قبل از توضیح اینشتین اکثریت فیزیکدانان طرفدار حالت موجی نور بودند و نظریه ذره‌ای نیوتن را جدی نمی‌گرفتند چون آزمایش یانگ باعث شده بود که به‌مدت ۷۵ سال این موضوع کنار گذاشته شود. 
دوبری وقتی دید که آزمایش دو شکاف یانگ و فتوالکتریک اینشتین هردو بسیار جدی هستند و نمی‌توانیم یکی از این دو نتیجه را کنار بگذاریم، به‌فکر افتاد. و خلاصه بعد از دقت زیاد همین شد که او حالت دوگانه موج - ذره بودن نور را مطرح کند و اینطور که نور هم ذره است و هم موج. این‌که کَی موج است کی ذره، به ما بستگی دارد که داریم چی کار می‌کنیم. و حتا مدعی شد که همه‌ای مواد و موجوداتی که ما می‌شناسیم از ستاره‌ها و سیارات گرفته تا خودِ من و انیشتین و سگ خانگی من و همه‌ی حیوانات و سنگ و چوب و هرچیزی دیگر، حالت موجی هم دارند. مثلا یک بره‌ای با وزن ۲۰ کیلوگرم طول موجی دارد در حدود ۱۰ به‌توان منفی ۳۵ متر، ده به‌توان ۳۵ اُم حصه متر. این حرف دوبروی بسیار جسورانه و در عین حال زیبا و شگفت‌انگیز بود.

واقعیت اما آنطوری‌که در کتب تاریخ علم در مورد طول موج گوسفند ۲۰ کیلویی دوبرویی نقل شده بود، نیست. شما هرکدام تان صائب تبریزی را می‌شناسید و همیشه با اشعار زیبای این ابرشاعرِ پارسی‌گوی حال می‌کنید. این مرد بزرگ در دنیای خیال شاعرانه‌ اش زیبایی‌های غیرقابل انکار طبیعت را نیز به‌نمایش گذاشته است که دانستن آن‌ها شمارا بیشتر از پیش عاشق این مرد خواهد نمود.

حالت دوگانه موجه و ذره یا ساده‌تر کنم، حالت موجی ما موجوداتِ روی زمین و فرای زمین، یک حقیقت انکار ناپذیر طبیعت است. آنچه ما در مورد این حقیقت می‌دانم، خلاف باورهای معمول دوستان فیزیک‌خوان، نتیجه کارهای دوبروی و اینشتین و هویگنز و یانگ و نیوتن نیست، بلکه ۳۰۰ سال قبل‌تر آنها در شعر معروف صائب به نیکویی بیان شده است. صائب به‌شکل بسیار زیبا و ظریف به‌آنچه که امروز در کوانتوم جایگاه ویژه دارد، پرداخته است.

ما زنده بر آنیم که آرام نگیریم 
موجیم که آسودگی ما عدم ماست

در مصرع دوم این بیت حالت موجی مشخصا به‌ما انسان‌ها نسبت داده شده و به این‌که چگونه این موج پایدار می‌ماند، اشاره شده است. در فیزیک کوانتوم، تا زمانی‌که ذره‌ای به هدف برخورد نکند و مشاهده نشود یا دستگیر نشود، کسی نمی‌گوید این "چیز" ذره است، با دیدن نشانه‌های آن بر روی هدف، خاصیت ذره‌ای آن قابل تبیین است. قبل از برخورد که در حال حرکت است، یعنی "آسودگی" ندارد، موج است. بسیار پیش‌تر، صائب هم بسیار زیرکانه به این موضوع اشاره می‌کند که وقتی ملتی از جنبش بایستد و تحرک نداشته باشد، نابود است. آسودگی در نظر صائب نابودی موج است و این موج موجِ ملت است، چیزی‌که فیزیک کوانتوم هم تایید می‌کند.

در تاریخ بلاد ما از این‌دست حقایق خفته و پنهان شده فراوان است. مولانای بلخ، ابن سینا، شمس، البیرونی، خوارزمی و خیام و صدها مورد دیگر، بنیانگذاران تفکر علمی و منطقی و پدران دانش امروزی‌ هستند. برماست که گاهی در اعماق و لایه‌های از چشم به‌دور افتاده تاریخ نظر اندازیم و خورجین افتخارات‌ مانرا غنی‌تر سازیم. روی همین حساب، با نقل این قطعه‌ی کوتاه تاریخ علمی، می‌خواستم به‌داشته‌های تاریخی و فرهنگی مان اشاره کنم تا موجِ از عزت و افتخار و غرور را به‌حرکت در آورم. ما اگر آرام بگیریم، نابود می‌شویم!

آصف برخیا،

پی نوشت: من به کارهای شاعران عزیز زبان مادری ام در دنیای شعر و خیال شاعرانه شان احترام می‌گذارم و افتخار می‌کنم. این تقصیر مولانا و صائب و حافظ و ناصر خسرو و بیدل و ... نیست که در خیالات شان چیزهایی گفته اند، این تقصیر ماست که گفته‌هایی از این بزرگان را طبق دلخواه خود رنگ و تزئین می‌کنیم و گاهی مفاهیم علمی را از آنها استخراج می‌کنیم. حالا هرکسی و هر آدمی باشعور می‌فهمد که شعر تبریزی هیچ ربطی به حالت دوگانه موج - ذره فوتون یا ویژگی موجی ما ندارد، ولی ما خیلی راحت با ملمع‌کاری و دروغ این کار را می‌کنیم. با اشعار تبریزی و حافظ و فلسفه ابن سینا و عرفان مولانا و جغرافیای خوارزمی و کارهای ابن هیثم و بقیه، نمی‌توانیم خود را از عقب افتادگی فاحشِ امروز خود نسبت به دنیای غرب و جهان اول تبرئه کنیم. ما اگر به توجیه و فخرِ محض پایان ندهیم، همیشه بازنده‌ایم!

تحلیل ها

شبه‌کریستال‌ها - Quasicrystals

بلور شبه‌تناوبی یا همان شبه‌کریستالی، ساختاری است که طبقه‌بندی می‌شود اما دوره ای نیست. یک الگوی شبه‌بلوری می‌تواند به‌طور مداوم تمام فضای موجود را پر کند، اما فاقد تقارن انتقالی است. در حالی‌که کریستالها، مطابق با قضیه محدودیت کریستالوگرافی کلاسیک، می‌توانند دارای دو تقارن چرخشی، سه ، چهار و شش محوری باشند، الگوی پراش Bragg از شبه بلورها قله‌های تیز را با سایر دستورات تقارن، به‌عنوان مثال پنج برابر نشان می‌دهد.

The 2011 Nobel Prize in Chemistry recognizes the discovery of quasicrystals, in which atoms are ordered over long distances but not in the periodically repeating arrangement of traditional crystals.

کاشی‌های ناخوشایند در اوایل دهه 1960 توسط ریاضیدانان کشف شد، و حدود بیست سال بعد، پیدا شد که آن‌ها به‌مطالعه شبه‌بلورهای طبیعی متوسل می‌شوند. کشف این اشکال در طبیعت باعث تغییر پارادایم در زمینه‌های بلورنگاری شده است. کریستال‌های شبه‌کریستال قبلاً مورد بررسی و تحقیق قرار گرفتند، اما تا دهه 1980، آن‌ها به نفع نظرات غالب در مورد ساختار اتمی ماده بی‌توجه بودند. در سال 2009، پس از یک جستجوی اختصاصی، یک یافته کانی‌شناسی، ایکوساایدریت، شواهدی از وجود بلورهای طبیعی شبه ارائه داد.

تقریباً اگر فاقد تقارن انتقالی باشد، طبقه‌بندی غیر دوره‌ای است، بدین معنی که یک نسخه منتقل شده هرگز دقیقاً با اصل آن مطابقت نخواهد داشت. تعریف دقیق‌تر ریاضی این است که هیچگاه تقارن انتقالی در بیش از n - 1 جهت مستقلِ خطی وجود ندارد، جایی‌که n تمام ابعاد فضا را پر می‌کند، به عنوان مثال، کاشی‌کاری سه‌بعدی که در یک شبه کریستالی نمایش داده می‌شود، ممکن است تقارن انتقالی را از دو جهت داشته باشد. در سال 1982 دانشمند علم مواد دن شچمن مشاهده كرد كه آلیاژهای خاص منگنز آلومینیوم پراكتورهای غیرمعمول تولید می‌كنند كه امروزه به‌عنوان الهمام کننده ساختارهای شبه‌كریستالی دیده می‌شوند. به‌دلیل ترس از واکنش جامعه علمی، او دو سال طول کشید تا نتایج را منتشر کند که برای او در سال 2011 جایزه نوبل کیمیا تعلق گرفت.

تاریخچه

در سال 1961، هائو وانگ این سوال را مطرح نمود که آیا مجموعه‌ای از کاشی‌ها باعث کاشی‌کاری یک سطح تراز می‌شوند، یک مشکل الگوریتمی غیرقابل حل است یا خیر. وی با تکیه بر این فرضیه که هر مجموعه کاشی که بتواند سطح تخت را کاشی‌کاری کند، می تواند به‌صورت دوره‌ای انجام دهد، حدس زد که قابل حل است. با این وجود، دو سال بعد، دانش‌آموز او رابرت برگر مجموعه‌ای از حدود 20000 کاشی مربع (که اکنون به آن کاشی های Wang گفته می‌شود) ساخت که می‌تواند یک صفحه تخت را کاشی کند، اما نه به‌صورت دوره ای. همزمان با کشف مجموعه‌های بیشتر یک کاشی پریودیک، مجموعه‌هایی با اشکال کمتر و کمتر یافت شد. در سال 1976 راجر پنروز مجموعه‌ای از فقط دو کاشی را کشف کرد که اکنون از آن به‌عنوان کاشی‌های Penrose یاد می‌شود که فقط کاشی‌های غیر دوره ای صفحه تخت را تولید می‌کرد. این کاشی‌کاری مواردی از تقارن پنج برابر را نشان می‌دهد. یک سال بعد، آلن مكاك به‌طور تجربی نشان داد كه الگوی پراش از کاشی‌های پنروز دارای یک تبدیل دو بعدی فوریه متشكل از قله‌های تیز «دلتا» است كه در یک الگوی متقارن پنج برابر قرار گرفته اند. در همین زمان رابرت امان مجموعه‌ای از کاشی‌های پریودیک را ایجاد کرد که تقارن هشت برابر را تولید می‌کرد.

شچمن اولین بار الگوهای پراش الکترون ده برابر را در 1982 مشاهده کرد، همانطور که در دفترچه یادداشت خود شرح داده شده است. این مشاهدات در طی یک تحقیق معمول، با میکروسکوپ الکترونی، از آلیاژی به‌سرعت‌خنک‌شده‌ای آلومینیوم و منگنز تهیه شده و در دفتر ملی استاندارد ایالات متحده (بعداً NIST) انجام شد. در سال 2011 چایزه نوبل به‌دلیل فعالیت در زمینه كریستالهای كوچك، به شچمن تعلق گرفت. کمیته نوبل اظهار داشت: «کشف وی از کریستریال‌های اصلی یک اصل جدید برای بسته بندی اتم‌ها و مولکول ها را نشان داد.» این امر منجر به تغییر پارادایم در شیمی شد.

از نظر ریاضی، کریستال‌های شبه نشان داده شده است که از یک روش کلی مشتق می‌شوند که آن‌ها را به‌عنوان پیش‌بینی‌های یک شبکه با ابعاد بالاتر رفتار می‌کند. همانطور که می‌توانید دایره ها، بیضی‌ها و منحنی‌های های‌پارابولیکی موجود در یک صفحه را به‌عنوان بخش‌هایی از مخروط دو بعدی سه بعدی بدست آورید، به همین ترتیب، ترتیب‌های متنوعی (فوق العاده یا دوره ای) در دو و سه بعد نیز می‌توانید از ابر فشارهای فرض شده با چهار بعد یا بیشتر به‌دست آورید.

در اوایل سال 2009، مشخص شد كه كریستال‌های شبه‌كریستالی با فیلم نازك می‌توانند با خود‌مونتاژ واحدهای مولكولی به‌اندازه یك نانو به یك اندازه و در یك رابط مایع هوا تشکیل شوند. بعداً مشخص شد که این واحدها می‌توانند نه تنها معدنی، بلکه همچنین ارگانیک باشند.

در سال 2018، کیمیادانان دانشگاه براون از ایجاد موفقیت‌آمیز یک ساختار مشبک خود سازنده بر اساس یک نقطه کوانتومی عجیب و غریب شکل گرفته، خبر دادند. در حالی‌که قبلاً مشبک‌های شبه‌کریستالی تک مولفه از لحاظ ریاضی و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری پیش‌بینی شده بودند، قبل از این اثبات نشده بودند.

برنامه های کاربردی

برنامه کاربردی استفاده از شبه‌کریستال‌های Al-Cu-Fe-Cr با اصطكاك كم به‌عنوان روكشی برای ماهیتابه ها بود. مواد غذایی به اندازه‌ای که در فولاد ضد زنگ می‌چسبد، به آن نمی چسبیدند و باعث می‌شد تا ماهی‌تابه نسبتا غیرچسبنده و تمیز شود. انتقال حرارت و دوام بهتر وسایل آشپزی نچسب PTFE به‌دلیل ماهیتابه عاری از اسید پرفلوئوروکاتانوئیک(PFOA) بود. سطح آن بسیار سخت بود و ادعا می‌شد ده برابر سخت از فولاد ضد زنگ است و به وسایل فلزی یا تمیز کردن ماشین ظرفشویی آسیب نمی‌رساند. و ماهی‌تابه می‌تواند درجه حرارت از 1000 درجه سانتیگراد (1800 درجه فارنهایت) را بدون آسیب تحمل کند. با این حال، پخت و پز با نمک زیادی، باعث می‌شود پوشش شبه کریستالی مورد استفاده خراب، و تابه ها در نهایت از تولید خارج شوند. شچمن یکی از این قابلمه ها را داشت.

به نقل از نوبل، شبه بلورها اگرچه شکننده هستند، اما می‌توانند فولاد «مانند زره» را تقویت کنند. وقتی از شچمن درباره کاربردهای احتمالی کریستال‌های شبه سوال شد، وی گفت که یک فولاد ضد زنگ سخت شده با بارش تولید می‌شود که توسط ذرات کوچک شبه بلوری تقویت می‌شود. خوردگی ندارد و بسیار قوی است و برای تیغ و ابزار جراحی مناسب است. ذرات کوچک شبه کریستالی مانع از حرکت دررفتگی در مواد می‌شوند.

بلورهای شبه نیز برای توسعه عایق حرارتی، ال ای دی، موتورهای دیزل و مواد جدیدی‌که گرما را به برق تبدیل می‌کنند مورد استفاده قرار گرفتند. شچمن برنامه‌های جدیدی را با استفاده از ضریب اصطکاک کم و سختی برخی از مواد شبه‌کریستالی، به‌عنوان مثال تعبیه ذرات در پلاستیک برای ساخت دنده‌های پلاستیکی قوی، سخت‌پوش و کم‌مصرف پیش‌نهاد داد. هدایت حرارتی پایین برخی از بلورهای شبه باعث می‌شود آن‌ها برای پوشش‌های عایق حرارتی مناسب باشند.

سایر کاربردهای بالقوه شامل جذب‌کننده خورشیدی انتخابی برای تبدیل نیرو، بازتابنده‌های با طول‌موج گسترده و کاربردهای ترمیم استخوان و پروتز است که در آن سازگاری زیستی، اصطکاک کم و مقاومت در برابر خوردگی لازم است. پاشیدن مگنترون را می‌توان به‌آسانی در سایر آلیاژهای شبه‌بلوری پایدار مانند Al-Pd-Mn استفاده کرد.

ترجمه: آصف برخیا - آ بی کلاس

فیزیک حالت جامد - solid state physics