Routenplanung mit Spannung und Helium

Ein elektrischer Strom sucht sich immer den kürzesten Weg. Man muss ihn also nur von A nach B durch die Stadt schicken, und dann hinterher fahren.
Eine zündende Idee für die Routenplanung hatten britische und amerikanische Chemiker. Glühendes Helium kann die kürzeste Verbindung zwischen zwei Punkten oder den Weg aus einem Labyrinth weisen. Damit könnten sich völlig neue Wege ergeben, notorisch schwierige Optimierungsprobleme in den Griff zu bekommen – sei es der kürzeste Weg zu den Sehenswürdigkeiten einer Stadt oder den Geschäftskunden in einer Region.

Leuchtender Wegweiser
Das Paradebeispiel für solche Optimierungsfragen ist das «Problem des Handlungsreisenden». Dabei soll die kürzeste Route durch eine Anzahl von Städten gefunden werden, ohne eine Stadt mehrmals zu besuchen. Für wenige Städte noch einfach zu lösen, wächst das Problem mit der Zahl der Haltepunkte rapide an und überfordert schließlich die leistungsfähigsten Computer. Im Fachblatt «Lab on a Chip» beschreiben Andreas Manz vom Imperial College in London und seine Kollegen nun einen mechanischen Lösungsansatz.

Die Forscher ätzten zunächst eine Miniaturkarte von London in eine Glasoberfläche. Darauf legten sie eine zweite Glasplatte, so dass ein Netz von winzigen Kanälen entstand. An den gewünschten Haltepunkten brachten sie feine Elektroden an und füllten die Kanäle schließlich mit dem Edelgas Helium.

Nicht komplex genug
Nun legten sie eine Spannung an die Elektroden des jeweiligen Start- und Endpunkts an. Eine elektrische Entladung suchte sich daraufhin den kürzesten Weg zwischen den zwei Elektroden und brachte das Helium entlang dieser kürzesten Verbindung zum Leuchten. Auf ähnliche Weise konnten die Forscher sich den Ausweg aus einem Miniaturlabyrinth anzeigen lassen.

Bislang vermag der «Gasentladungs-Computer» nur die kürzeste Verbindung zwischen lediglich zwei Punkten zu finden. Für das Problem des Handlungsreisenden reicht das nicht. Eine weiterentwickelte Version des Chips könnte aber auch komplexere Probleme lösen, hoffen Manz und seine Kollegen.. (nz/jkm)

Quelle: www.netzeitung.de