将磁性仙人掌退火成叶序

茎上叶子的排列、松果上的鳞片以及仙人掌上的刺所呈现出的数学规律性，数千年来一直困扰着学者们；类似所谓的叶序模式也出现在自组织生长、多肽、对流、磁通量晶格和离子束中。Levitov 表明，在（未经证明的）假设二维 Bravais 晶格能达到能量最小值的条件下，一个由排斥粒子组成的圆柱形晶格可以再现叶序。本文提供了实验和数值证据，证明叶序晶格实际上是一种基态。当经过机械退火后，我们的实验性“磁性仙人掌”精确地再现了植物叶序，以及不同叶序模式之间的畴界（在植物学中称为过渡）。我们采用结构遗传算法来探索更一般的轴向无约束情况，该算法揭示了多螺旋（多重螺旋）和单螺旋（单螺旋）叶序。