Fiziki so v koščku meteorita, ki je padel v Rusiji, našli zelo redek kvazikristal. Najdba je tako redka, da so tovrstni material znanstveniki v naravi srečali šele tretjič. Edinstvenost takšnih kristalov pa ni le posledica njihove redkosti. Dejstvo je, da imajo tako nenavadno simetrično strukturo, da je desetletja znanost njihov obstoj štela za "nemogoče".
Novi kvazikristal je odkrila skupina geologov pod vodstvom Luce Bindija z Univerze v Firencah (Italija). Znanstveniki so pred petimi leti preučili del meteorita, ki je padel v ruski vasi Khatyrka v regiji Anadyr v Avtonomnem okrožju Čukotka v Rusiji in v njem našli kvazikristal, velik le nekaj mikrometrov.
Opozoriti je treba, da je to že tretji kvazikristal, ki je bil odkrit v istem meteoritu, kar lahko nakazuje, da so morda celo tuje strukture.
»Dobra novica je, da smo v istem meteoritu že našli tri različne vrste kvazikristalov. Slednji ima edinstveno kemijsko strukturo, kakršne doslej še nismo videli pri kvazikristalih, «pravi Paul Steinhardt z univerze Princeton, eden od znanstvenikov, vključenih v študijo.
"To vodi do domneve, da so lahko druge vrste kvazikristalov v meteoritu skrite, kot v naravi."
Kvazikristali imajo edinstveno strukturo, za katero je značilna simetrija, ki jo prepoveduje klasična kristalografija, in prisotnost dolgega reda. Z drugimi besedami, simetrija kvazikristalov je prisotna v vseh lestvicah, vse do atomske, kar kaže na novo strukturno organizacijo snovi.
Skupni kristali, ki jih najdemo v istih snežinkah, diamantih in kuhinjski soli, so sestavljeni iz atomov, ki tvorijo skoraj popolno simetrijo. Polikristali, ki jih najdemo v večini kovin, kamnin, ledu in amorfnih trdnih snoveh, kot so steklo, vosek in večina umetnih snovi, so ponavadi bolj kaotični in neurejeni.
Prisotnost druge vrste atomske strukture - čudne, polurejene oblike snovi, v kateri ima prikazana atomska struktura točkovno simetrijo - je leta 1982 dokazal izraelski fizik Dan Shechtman.
Promocijski video:
Ko je Shechtman odkril kvazikristal v vzorcu aluminijeve zlitine, ki ga je ustvaril v laboratoriju, znanstvenik najprej ni verjel svojim očem in si rekel: "To ne more biti." Znanstvenik je svoje odkritje odkril leta 1982. V naslednjih desetletjih je dvakrat poskušal rezultate svojega dela objaviti v znanstvenih revijah, vendar so ga zavrnili. Kolegi so se znanstveniku dobesedno smejali, ne da bi verjeli njegovemu odkritju. Na koncu je bil Shekhtmanov članek objavljen v zelo skrajšani obliki in v soavtorstvu z drugimi uglednimi znanstveniki. Razlog za nezaupanje je bil seveda ta, da so več kot 200 let na kvazikristale gledali kot na nekaj izjemno neverjetnega. Njihova domnevna edinstvena simetrija je bila večja od tradicionalnih pravil kristalografije. A Shechtman je za svoje delo leta 2011 prejel Nobelovo nagrado za kemijo.
Zanimivo je omeniti, da so se fiziki s kvazikristali srečali že pred uradnim odkritjem. Znanstveniki so jih pomotoma identificirali kot kubične kristale z veliko mrežno konstanto (velikost kristalne enote celice). Enotno celico lahko praviloma predstavljajo različne oblike, na primer pravokotne, kubične, trikotne ali šesterokotne, kvazikristali pa imajo strukturo aperiodičnega reda - imajo pet simetričnih stranic, ki tvorijo petkotnike, ki nato ustvarjajo ikosaedrično simetrijo.
Patricia Thiel, višja raziskovalka v ameriškem laboratoriju za energijo Ames, daje naslednji primer:
»Recimo, da želite tla prekriti z mozaičnimi ploščicami. Ploščica ima popolne ravne črte. Lahko je pravokotna, trikotna, kvadratna ali šesterokotna. Vse te oblike lahko seštejemo. Kakršnih koli drugih preprostih oblik ni mogoče zložiti, ker bodo ostali vrzeli in presledki. Kvazikristali so kot peterokotne ploščice. Ne morejo se povezati kot trikotniki in kvadrati. Vendar se v takšni strukturi vrzeli zapolnijo z atomi drugih snovi, kar povzroči na primer te oblike :
In tukaj je slika strukture novoodkritega kvazikristala s simetrijo petega reda:
Kljub temu, da so kvazikristali v naravi zelo redki (vsaj na Zemlji), jih je v laboratoriju zelo enostavno ustvariti. Trenutno se sintetični kvazikristali uporabljajo skoraj v vsem, od izdelave ponev do proizvodnje LED svetilk.
Ko so znanstveniki preučevali sestavo novega kvazikristala, so potrdili, da je sestavljen iz kombinacije atomov aluminija, bakra in železa, združenih v peterokotne oblike, kakršne najdemo na primer na nogometnih žogah. V naravi so takšno sestavo kvazikristalov odkrili prvič. Vendar najdba omogoča n
NIKOLAY KHIZHNYAK