حبلان ملتصقان بطولهما يلتفان تلقائيًا في لولب مزدوج. هكذا يُبنى الحمض النووي — فقط دور الغراء تلعبه روابط الهيدروجين بين القواعد، بينما تمنح السلاسل نفسها الصلابة. لكن ماذا يحدث إذا لم تُمدَّ هذه البنية أو تُلتَو من الخارج؟
جمع مؤلفو الدراسة نموذجًا من خيطين مرنين وأتاحوا لهما "سباحة حرة" — دون قوى خارجية. غيّروا معلمتين رئيسيتين: قوة التصاق الخيطين ومرونة الالتواء. واستجابةً لذلك، اتخذ الجزيء واحدًا من أربعة أشكال: شريطًا مسطحًا، كتلة عشوائية، لولبًا مزدوجًا كلاسيكيًا، أو لولبًا مزدوجًا غير ملفوف تمامًا.
الاستنتاج الرئيسي: لكي يحافظ اللولب على شكله ذاتيًا، يلزم توازن دقيق. إذا كان التصاق ضعيفًا جدًا، يتحول الحمض النووي إلى شريط مسطح. إذا كانت الخيوط صلبة جدًا، فإنها تنفك. يشبه ذلك نابض ساعة منبه قديمة: إذا كان الفولاذ طريًا جدًا، لا يحافظ النابض على شكله؛ وإذا كان صلبًا جدًا، ينكسر عند الالتواء. وهكذا هنا — الحياة ممكنة فقط في ممر ضيق بين الطرفين.
عدد التشابك الغاوسي الذي استخدمه المؤلفون ابتكره كارل فريدريش غاوس نفسه — في عام 1833، أثناء دراسته للمجالات المغناطيسية. وقد اتضح أنه شامل لدرجة أنه يساعد الآن في وصف الحمض النووي والسوائل الكمومية والأوتار الكونية.