Fysikere fant en veldig sjelden kvasikrystall i et stykke av en meteoritt som falt i Russland. Funnet er så sjeldent at dette bare er tredje gangen slik materiale blir møtt av forskere i naturen. Imidlertid er det unike med slike krystaller ikke bare på grunn av deres sjeldenhet. Faktum er at de har en så spesiell symmetrisk struktur at i flere tiår vitenskapen anså deres eksistens "umulig."
Den nye kvasikristallen ble oppdaget av et team av geologer ledet av Luca Bindi fra Universitetet i Firenze (Italia). Forskere undersøkte et stykke av en meteoritt som falt i den russiske landsbyen Khatyrka i Anadyr-regionen i Chukotka Autonomous Okrug i Russland for fem år siden og fant en kvasikristall med bare noen få mikrometer i den.
Det skal bemerkes at dette allerede er den tredje kvasikrystallen som ble oppdaget i samme meteoritt, noe som kan tyde på at det kan være enda fremmede strukturer.
“Den gode nyheten er at vi allerede har funnet tre forskjellige typer kvasikrystaller i samme meteoritt. Sistnevnte har en unik kjemisk struktur som aldri har blitt sett i kvasikrystaller, sier Paul Steinhardt fra Princeton University, en av forskerne som er involvert i studien.
"Dette antyder at andre typer kvasikrystaller kan gjemme seg i en meteoritt, som i naturen."
Kvasikrystaller i seg selv har en unik struktur, som er preget av symmetri forbudt av klassisk krystallografi og nærvær av lang rekkevidde. Med andre ord er symmetrien til kvasikrystaller tilstede i alle skalaer, opp til atom, og demonstrerer derved en ny strukturell organisering av materie.
Vanlige krystaller som finnes i de samme snøfnuggene, diamantene og bordsaltet, består av atomer som danner nesten perfekt symmetri. Polykrystaller, som finnes i de fleste metaller, bergarter, is og amorfe faste stoffer som glass, voks og mest plast, pleier å være mer kaotiske og uordnede.
Tilstedeværelsen i naturen av en annen type atomstruktur - en merkelig, halvordnet materieform der den viste atomstrukturen har punktsymmetri - ble bevist i 1982 av den israelske fysikeren Dan Shechtman.
Kampanjevideo:
Da Shechtman oppdaget en kvasikrystall i en prøve av en aluminiumslegering som han skapte i laboratoriet, trodde forskeren først ikke øynene og sa til seg selv: "Dette kan ikke være." Forskeren gjorde oppdagelsen i 1982. I løpet av de neste tiårene prøvde han to ganger å publisere resultatene av sitt arbeid i vitenskapelige tidsskrifter, men han ble nektet. Kolleger lo bokstavelig talt av forskeren og trodde ikke oppdagelsen hans. Til slutt ble Shekhtmans artikkel publisert i en veldig forkortet form og medforfatter med andre fremtredende forskere. Årsaken til mistilliten var selvfølgelig at kvasikrystaller i over 200 år ble sett på som noe ekstremt utrolig. Deres antatte unike symmetri ble vurdert utover de tradisjonelle reglene for krystallografi. Likevel vant Shechtman 2011 Nobelprisen i kjemi for sitt arbeid.
Det er interessant å merke seg at fysikere møtte kvasikrystaller lenge før deres offisielle oppdagelse. Forskere har feilaktig identifisert dem som kubiske krystaller med en stor gitterkonstant (størrelsen på en krystallenhetscelle). Enhetscellen kan som regel representeres av forskjellige former, for eksempel rektangulær, kubisk, trekantet eller sekskantet, men kvasikrystaller har en struktur av aperiodisk orden - de har fem symmetriske sider som danner pentagoner, som igjen skaper ikosahedrisk symmetri.
Patricia Thiel, seniorforsker ved US Department of Energy Ames Laboratory, gir følgende eksempel:
“La oss si at du vil dekke gulvet med mosaikkfliser. Flisen har perfekte rette linjer. Den kan være rektangulær, trekantet, firkantet eller sekskantet. Alle disse figurene kan legges sammen. Andre enkle former kan ikke brettes, fordi hull og mellomrom blir værende. Quasicrystals er som femkantede fliser. De kan ikke koble sammen som trekanter og firkanter. Imidlertid er hullene fylt med atomer av andre stoffer i en slik struktur, noe som for eksempel resulterer i disse formene :
Og her er et bilde av strukturen til en nylig oppdaget kvasikristall med femte-ordens symmetri:
Til tross for at kvasikrystaller er veldig sjeldne i naturen (i det minste på jorden), er de veldig enkle å lage i laboratoriet. For øyeblikket brukes syntetiske kvasikrystaller i nesten alt, fra produksjon av panner til produksjon av LED-lamper.
Da forskere studerte sammensetningen av den nye kvasikrystallen, bekreftet de at den består av en kombinasjon av atomer av aluminium, kobber og jern, kombinert i femkantede former, som de som for eksempel ble funnet på fotballer. I naturen ble en slik sammensetning av kvasikrystaller oppdaget for første gang. Funnet tillater imidlertid n
NIKOLAY KHIZHNYAK
