Egal, ob es sich um Schnürsenkel oder Kopfhörerschnüre handelt, wir alle haben aus Versehen einen Knoten geknüpft, den wir nicht mehr lösen können, aber wir rechnen nicht damit, damit einen Weltrekord zu gewinnen. Jetzt haben es Wissenschaftler der Chinesischen Akademie der Wissenschaften geschafft. Sie haben zufällig den kleinsten und dichtesten Knoten der Welt in einer winzigen Struktur aus nur 54 Atomen geschaffen.
Forscher führten chemische Reaktionen durch, um kleine Goldketten zu erzeugen, und als eine Reaktion schiefging, bildete die resultierende Kette spontan einen Kleeknoten. Dieser Kleeblattknoten ähnelt einer Brezel, nur dass die losen Enden miteinander verschmolzen sind.
Bei näherer Betrachtung stellt sich heraus, dass dieser lässige Knoten tatsächlich zwei Weltrekorde hält. Da er nur 54 Atome enthält, handelt es sich um den kleinsten Knoten, der jemals geschaffen wurde, und übertrifft damit den bisherigen Rekord von 69 Atomen aus dem Jahr 2020. Der neue Knoten ist auch der engste Knoten, der jemals geknüpft wurde – dies wird anhand des Backbone Crossing Ratio (BCR) gemessen, wobei niedrigere Zahlen auf einen festeren Knoten hinweisen. Der BCR-Wert des neuen Knotens liegt bei 23 und liegt damit nur an zweiter Stelle nach dem BCR-Wert des bisher engsten Knotens von 24.
Die meisten von uns denken nicht oft an Knoten, aber es gibt einen Zweig der Mathematik namens „Knotentheorie“, der sich mit Knoten befasst. Bei der Erforschung von Knoten geht es nicht nur darum, effizientere Methoden zum Binden von Schuhen zu finden – sie können uns dabei helfen, extreme Dinge zu erklären, etwa, warum das Universum dreidimensional ist, oder, realistischer, wie DNA und Proteine auf natürliche Weise zu Knoten zusammenwirken. Im letzteren Fall können wir lernen, wie wir bessere Medikamente, Chemikalien und Materialien herstellen können.
Derzeit gehen die Forscher davon aus, dass mit der gleichen Struktur kleinere Knoten aus 49 Atomen erreicht werden können. Ob kleinere Äste möglich sind, bleibt abzuwarten.
Die Forschung wurde in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.