■高次元結晶の世界(その43)
任意のn次元空間に4種類の結晶を構成できることがわかっている.それらの空間充填性はどのように保証されているのだろうか?
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[1]ミンコフスキー結晶
次元をひとつあげて,n+1次元空間の第1象限の超平面Σx=n(n+1)/2上にミンコフスキー結晶を構成することができる.これが,超平面を平面充填できることを証明するのであるが,思ったよりも簡単に証明することができる.fベクトルの一般解は第2種スターリング数を用いて書き表すことができる.
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[2]BCC結晶
立方体を角砂糖状に並べる(格子充填).その頂点を均等に正軸体をなすように削ってその隙間を正軸体で充填する.立方体→正軸体,正軸体→立方体の過程で,両者の形は一致することが中間値の定理より保証される.fベクトルの一般解は不明である.
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[3]FCC結晶とFCP結晶
ファセットが合同で,それらのなす角が120°であることから,直観的に空間充填形であることがわかるだろう.fベクトルの一般解は2項係数を用いて書き表すことができる.
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