将空间划分为具有最佳几何特性单元是许多科学技术领域的核心挑战。卡尔斯鲁厄理工学院(Karlsruhe Institute of Technology, KIT)研究人员和来自多个国家的同事现在发现，在非晶态，即无序的系统中，单个细胞的优化逐渐导致相同结构，尽管它仍然是非晶态的。无序结构很快收敛到超均匀性，这是一种在大尺度上隐藏的秩序，其研究发表在《自然通讯》上有。科学研究往往需要寻找一种最佳泡沫或一种尽可能紧密地包装球体的方法。长期以来，科学家们一直在研究三维空间的理想镶嵌。
它不仅具有理论意义，而且与许多实际应用有关，其中包括电信、图像处理或复杂颗粒。基特随机研究所的研究人员现在研究了一个特殊镶嵌问题，量化器问题该研究所的前工作人员（目前在美国普林斯顿大学）迈克尔·安德烈亚斯·克拉特(Michael Andreas Klatt)博士说：我们的目标是把空间分割成细胞，直观地说，细胞中的所有点都要尽可能靠近细胞中心。这项理论工作结合了随机几何和统计物理的方法。KIT，普林斯顿大学，弗里德里希 - 亚历山大大学（FAU）埃尔兰根 - 纽伦堡
不管系统一开始有多混乱，每个单元的单独优化都会逐渐形成具有隐藏顺序的相同结构。图片：Michael A. Klatt
萨格勒布的Ru?erBo?kovi?研究所和珀斯默多克大学研究人员使用了所谓的劳埃德算法，这是一种将空间划分为均匀区域的方法。每个区域都有一个中心，并且包含空间中最靠近这个中心的点。这些区域被称为Voronoi细胞。Voronoi图由所有具有多个最近中心的点组成，从而形成区域的边界。科学家们研究了不同点模式的逐步局部优化，发现所有完全非晶态，即无序态不仅保持完全非晶态，而且初始的不同过程收敛到一个统计上难以区分的整体。逐步局部优化也能快速补偿极端的全球密度波动。
由此产生的结构几乎是超均匀的，并没有表现出任何的明显，而是在大范围内隐藏秩序。因此，在非晶态系统中隐藏的这一顺序是普遍的，即稳定且不依赖于初始状态的性质。这为研究有序与无序的相互作用提供了基本视角，并可用于开发新型材料。特别令人感兴趣的是类似于光半导体或所谓嵌段共聚物的光子超材料，即由较长序列或各种分子块组成的纳米粒子，它们以自组织的方式形成规则而复杂的结构。
