Каждый из нас знаком с этой проблемой – стоит только оставить без присмотра даже на минимальное время карманные наушники, как они тут же запутываются в невероятный и невообразимый узел. Как и почему они, равно как и любой другой похожий объект, за такое короткое время это делают?
Провода для наушников обычно длинные, тонкие и обладают очень низкой жесткостью на изгиб (струна для гитары тоже длинная и тонкая, но попробуйте-ка ее запутать). Из-за этого они легко гнутся и складываются в любом направлении.
Когда мы кладем наушники, например, в карман, провод, многократно и беспорядочно складываясь, почти обязательно перехлестнет сам себя в одном или нескольких местах. Теперь мы достаем наушники из кармана, обычно потянув за один из свободных концов - и либо сами помогаем узлам затянуться, либо провод, "падая", затягивает их собственной тяжестью. Последнему процессу дополнительно способствует то обстоятельство, что на концах провода расположены грузы - обычно это, собственно, наушники и миниджек. В те моменты, когда миниджек вставлен в плеер, а наушники - в уши, новых узлов обычно не появляется. Если, конечно, вы в задумчивости не вяжете их плеером сами.
Для того, чтобы получить ответ на данный вопрос, команда физиков провела серию экспериментов, в рамках которых им удалось выяснить, что самые сложные узлы формируются всего лишь за несколько секунд, и что меньше склонны к запутыванию более жёсткие провода.
В экспериментах они применяли полученные данные, а также для объяснения процесса формирования узлов использовали компьютерные симуляции.
Для того, чтобы проанализировать систему запутывания физики опирались на математическую теорию узлов. При превышении установленной длины провода, степень вероятности образования узла P сначала резко возрастает по мере увеличения длины, а после - становится стабильной на уровне ниже 100 процентов.
Ограниченный период времени запутывания, равно как и жёсткость провода приводят к тому, что вероятность запутывания заметно понижается, но если речь идёт о длинном и гибком проводе, то вероятность, наоборот, стремится к 100 процентам.