Физиците откриха много рядък квазикристал в парче метеорит, паднало в Русия. Находката е толкова рядка, че това е едва трети път, когато подобен материал се среща от учените в природата. Уникалността на такива кристали обаче се дължи не само на тяхната рядкост. Факт е, че те имат толкова особена симетрична структура, че в продължение на десетилетия науката смяташе съществуването им за „невъзможно“.
Новият квазикристал е открит от екип геолози, ръководени от Лука Бинди от Университета на Флоренция (Италия). Учените изследваха парче метеорит, паднало в руското село Хатирка в Анадирския регион на Чукотския автономен окръг на Русия преди пет години и откриха квазикристал с размер само няколко микрометра в него.
Трябва да се отбележи, че това е вече третият квазикристал, открит в същия метеорит, което може да предполага, че може да има дори по-странни структури.
„Добрата новина е, че вече сме открили три различни вида квазикристали в един и същ метеорит. Последният има уникална химическа структура, невиждана досега в квазикристалите “, казва Пол Стайнхард от университета в Принстън, един от учените, участващи в изследването.
"Това предполага, че други видове квазикристали може да се крият в метеорит, както в природата."
Самите квазикристали имат уникална структура, която се характеризира със симетрия, забранена от класическата кристалография и наличието на далечен ред. С други думи, симетрията на квазикристалите присъства във всички мащаби, до атомни, като по този начин демонстрира нова структурна организация на материята.
Обикновените кристали, намиращи се в същите снежинки, диаманти и готварска сол, са съставени от атоми, които образуват почти перфектна симетрия. Поликристалите, които се намират в повечето метали, скали, лед и аморфни твърди вещества като стъкло, восък и повечето пластмаси, са по-хаотични и неподредени.
Присъствието в природата на друг тип атомна структура - странна, полу-подредена форма на материята, в която показаната атомна структура има точкова симетрия - е доказано през 1982 г. от израелския физик Дан Шехтман.
Промоционално видео:
Когато Шехтман откри квазикристал в проба от алуминиева сплав, която създаде в лабораторията, ученият в началото не повярва на очите си, казвайки си: „Това не може да бъде“. Ученият е направил своето откритие през 1982г. През следващите десетилетия той два пъти се опитва да публикува резултатите от работата си в научни списания, но му е отказано. Колегите буквално се смееха на учения, не вярвайки на откритието му. В крайна сметка статията на Шехтман е публикувана в много съкратен вид и в съавторство с други видни учени. Причината за недоверието, разбира се, беше, че повече от 200 години квазикристалите се разглеждаха като нещо изключително невероятно. Тяхната предполагаема уникална симетрия се счита извън традиционните правила на кристалографията. И все пак Шехтман спечели Нобелова награда за химия за 2011 г. за работата си.
Интересно е да се отбележи, че физиците са се срещали с квазикристали много преди официалното им откритие. Учените погрешно са ги идентифицирали като кубични кристали с голяма решетъчна константа (с размер на кристална единична клетка). Елементната клетка, като правило, може да бъде представена от различни форми, например правоъгълна, кубична, триъгълна или шестоъгълна, но квазикристалите имат структура от апериодичен ред - те имат пет симетрични страни, образуващи петоъгълници, които от своя страна създават икосаедрична симетрия.
Патриша Тийл, старши изследовател в Американската лаборатория по енергетика на Еймс, дава следния пример:
„Да предположим, че искате да покриете пода си с мозаечни плочки. Плочката има перфектни прави линии. Тя може да бъде правоъгълна, триъгълна, квадратна или шестоъгълна. Всички тези форми могат да се добавят заедно. Всички други прости форми не могат да бъдат сгънати, защото ще останат пропуски и интервали. Квазикристалите са като петоъгълни плочки. Те не могат да се свързват като триъгълници и квадрати. Въпреки това, в такава структура празнините се запълват с атоми на други вещества, което води, например, до тези форми :
И ето изображение на структурата на новооткрит квазикристал със симетрия от пети ред:
Въпреки факта, че квазикристалите са много редки в природата (поне на Земята), те са много лесни за създаване в лабораторията. В момента синтетичните квазикристали се използват почти във всичко - от производството на тигани до производството на LED лампи.
Когато учените изучават състава на новия квазикристал, те потвърждават, че той е съставен от комбинация от атоми от алуминий, мед и желязо, комбинирани в петоъгълни форми, като тези, открити например върху футболни топки. В природата такъв състав на квазикристали е открит за първи път. Находката обаче позволява n
НИКОЛАЙ ХИЖНЯК