Pavimentações Aperiódicas

 

As pavimentações não são um tópico morto arrumado pelos matemáticos no século XIX. Aliás foi nos últimos anos que teve lugar uma das mais notáveis descobertas na teoria das pavimentações, a existência de um conjunto de protoladrilhos aperiódicos.

 

Mas, afinal o que são protoladrilhos?

   Se L for um ladrilho com o qual é possível construir uma pavimentação do plano, dizemos que L é um protoladrilho. De modo análogo pode definir-se um conjunto de protoladrilhos.

 

Um ladrilho, ou um conjunto de ladrilhos, pode dar origem a pavimentações periódicas e não periódicas, como por exemplo os papagaios e setas de Penrose.

 

E pavimentações aperiódicas? O que são?

     Pavimentações aperiódicas são pavimentações onde não existe um padrão que se repita, apesar de ser possível haver uma cobertura total do plano, sem espaços intermédios nem sobreposições. Este tipo de pavimentações é possível quando cada um dos ladrilhos tem elementos gráficos que restringem a sua colocação no plano.

 

Durante muito tempo acreditava-se que não existia um conjunto de ladrilhos que apenas admitisse pavimentações não periódicas, no entanto, em 1967, Raphael Robinson apresentou um conjunto de seis ladrilhos nestas condições. Vamos conhecê-los...

 

Conjunto de protoladrilhos aperiódicos de Robinson

 

De facto, cada um destes ladrilhos isolados, ou com alguns do mesmo conjunto não admite pavimentações periódicas, mas o conjunto dos seis admite pavimentações não periódicas. Como, para além disso, este conjunto de protoladrilhos admite um conjunto infinito e não numerável de pavimentações, ele designa-se aperiódico. Vejamos agora uma pavimentação aperiódica construída com este conjunto de protoladrilhos...

 

 

 

No entanto, só alguns anos mais tarde Roger Penrose descobriu o conjunto mais notável de protoladrilhos aperiódicos, denominados de papagaios e setas, ou kites e darts. Venha conhecê-lo...

John Conway também deu um importante contributo para as pavimentações aperiódicas. Foi ele que atribuiu o nome de kites e darts ao conjunto de protoladrilhos de Penrose e sugeriu uma forma diferente de os juntar, sem recorrer às letras colocadas nos vértices dos ladrilhos. Marcou os protoladrilhos com duas curvas...

 

 

  Para se construir uma pavimentação aperiódica, basta ter em atenção que só se podem unir os ladrilhos de forma a que as curvas de cor igual se prolonguem de um ladrilho para o outro.

  Vejamos agora alguns exemplos de pavimentações aperiódicas que se obtém através dos protoladrilhos de Penrose, marcados segundo Conway...

 

Note-se que os ladrilhos utilizados não são exactamente iguais aos referidos acima, uma vez que  não forma utilizados ladrilhos com curvas de cor diferente, ainda que tal tenha sido tomado em consideração aquando da junção dos ladrilhos.