田径比赛中，短距离赛跑尤其引人注目，也出现了不少明星级运动员。目前，男子200米世界记录是牙买加Usain Bolt于2009年8月20日在柏林创造，成绩为19.19s。子200米跑世界记录是美国选手Florence Griffith Joyner于1988年9月29日在首尔创造的21.34s。这两个世界记录一个至今11年，另一个已超过30年无人打破了。
除了提高运动员的自身能力之外，还有什么办法可以提高自身成绩呢？科学家通过数学计算发现了另一种提高成绩的方法。得益于数学模型，法国社会分析中心（CNRS / EHESS）的CNRS研究人员Amandine Aftalion和Jacques-Louis Lions实验室的索邦大学研究员Emmanuel Trélat（CNRS /索邦大学/巴黎大学）已证明可以通过优化田径的几何形状来打破现有记录。
目前，世界田径运动协会认证三种设计的赛道：标准赛道（由直线和半圆组成）和两种双弯道（双弯由两个不同半径的三个弧线组成）。在体育界，通常公认标准赛道是最快的。实际上已经设计了双弯轨道以容纳足球场或橄榄球体育场，并且主要缺点是弯道具有较小的曲率半径，离心力更大使得双弯曲轨道更慢。
研究者对跑道设计提出了三个问题：
问题一
该问题是众所周知的杜宾斯问题的特例，通常是直线和圆弧的串联。在现有情况下，最佳几何形状是一个半圆形，由直线和半圆形构成的标准轨道。如果忽略必须有规定长度的直线，那么从这个角度来看，最佳竞技场是圈。实际上，最好是比官方标准赛道更短的直线和两个半圆的半径较大，因此离心力较小。研究者的模拟表明，在直线长度小于60 m时，性能差异（千分之一秒）变得很小，离心力不再重要。但是60 m的直线肯定比当前84.39 m的直线快四分之一秒。因此，目前的标准轨道是对运动记录不利。
问题二
由于在赛道内包括足球或橄榄球场的限制，欧几里德距离BC必须大于实现问题一的最小值的条件。那么，当然不可能使用半圆，因为曲线的长度和距离BC不一致。
问题三
采取与足球场或橄榄球场相对应的固定矩形或固定形状。寻找最佳长度为400 m的曲线（包含此形状），距离至少为0.3 m，并且最大程度地减小曲率。
为了解决以上问题，Amandine Aftalion和EmmanuelTrélat开发了数学模型将力学和能量学（特别是最大摄氧量（VO2max和无氧能）耦合到一个微分方程组中，该系统将速度、加速度、推进力、神经驱动与成本和收益参数结合在一起确定参加比赛的最佳策略。
由于该模型优化了参数，因此可以计算出最佳的赛道几何形状，并根据该几何形状和跑到类型预测记录中的差异。对于标准轨道，它表明较短的直线和较大的曲率半径可以将200m记录提高百分之四秒。可以通过选择水平平直度较短和垂直平直度较小的新轨道来满足其他运动的限制。
优化后的最佳跑道（见下图蓝色）包括橄榄球场。 它由长度为55.52 m的水平线，长度为2.52 m的垂线和半径为44.88 m的四分之一圆组成。它比标准轨道（黑色虚线）宽8 m（无论是足球场还是橄榄球场）。还绘制了一个直道较短（洋红色）的标准赛道，也包括足球场和橄榄球场， 它包含两个61 m直线和两个半圆。
研究者选择了Michael Johnson在1996年在亚特兰大的记录，以了解他是否可以在新的最佳轨道上做得更好。他在第5跑道上的成绩为19.32 s。 跑道宽度为1.22 m。对于第1跑道，根据模型，Michael Johnson在通常的标准赛道上将跑出19.37秒。而在模型的最优跑道中显示出该跑道确实明显更有利：模拟结果显示他会以四分之一秒的速度刷新自己的记录，而最后的时间是19.285 s（第五跑道）以及19.30 s （第一跑道）。
研究人员的建议是，将来应优先考虑此类赛道，以提高跑步运动员的表现。在AMIES的支持下，他们也正在使自己的模型适应赛马。