Fyzici našli veľmi vzácny kvázikryštál v kúsku meteoritu, ktorý spadol v Rusku. Nález je taký vzácny, že je to iba tretíkrát, čo sa s takýmto materiálom stretli v prírode vedci. Jedinečnosť takýchto kryštálov však nie je spôsobená iba ich vzácnosťou. Faktom je, že majú takú zvláštnu symetrickú štruktúru, že veda celé desaťročia považovala ich existenciu za „nemožnú“.
Nový kvázikryštál objavil tím geológov pod vedením Luca Bindiho z Florentskej univerzity v Taliansku. Vedci skúmali kúsok meteoritu, ktorý spadol v ruskej dedine Khatyrka v oblasti Anadyr na autonómnom okruhu Čukotka v Rusku pred piatimi rokmi, a našli v ňom kvázikryštál veľký iba niekoľko mikrometrov.
Je potrebné poznamenať, že toto je už tretí kvazikryštál, ktorý bol objavený v rovnakom meteorite, čo môže naznačovať, že môžu existovať ešte podivnejšie štruktúry.
"Dobrou správou je, že v rovnakom meteorite sme už našli tri rôzne typy kvázikryštálov." Druhá z nich má jedinečnú chemickú štruktúru, aká sa v kvázikryštáloch nikdy predtým nevyskytovala, “hovorí Paul Steinhardt z Princetonskej univerzity, jeden z vedcov zapojených do štúdie.
„To naznačuje, že v meteorite sa môžu skrývať iné druhy kvázikryštálov, ako v prírode.“
Samotné kvázikryštály majú jedinečnú štruktúru, ktorá sa vyznačuje symetriou zakázanou klasickou kryštalografiou a prítomnosťou rádu na veľké vzdialenosti. Inými slovami, symetria kvázikryštálov je prítomná vo všetkých mierkach, až po atómové, a demonštruje tak novú štrukturálnu organizáciu hmoty.
Bežné kryštály nájdené v rovnakých snehových vločkách, diamantoch a kuchynskej soli sú zložené z atómov, ktoré tvoria takmer dokonalú symetriu. Polykryštály, ktoré sa nachádzajú vo väčšine kovov, horninách, ľade a amorfných tuhých látkach, ako je sklo, vosk a väčšina plastov, bývajú chaotickejšie a neusporiadanejšie.
Prítomnosť iného typu atómovej štruktúry - zvláštnej, čiastočne usporiadanej formy hmoty, v ktorej má zobrazená atómová štruktúra bodovú symetriu - v prírode preukázal v roku 1982 izraelský fyzik Dan Shechtman.
Propagačné video:
Keď Shekhtman objavil kvázikryštál vo vzorke zliatiny hliníka, ktorú vytvoril v laboratóriu, vedec spočiatku neveril vlastným očiam a hovoril si: „To nemôže byť.“Vedec objavil v roku 1982. V priebehu ďalších desaťročí sa dvakrát pokúsil publikovať výsledky svojej práce vo vedeckých časopisoch, ale bol odmietnutý. Kolegovia sa vedcovi doslova vysmiali, neverili jeho objavu. Nakoniec bol Shekhtmanov článok publikovaný vo veľmi skrátenej podobe a spoluautorom ďalších významných vedcov. Dôvodom nedôvery samozrejme bolo, že viac ako 200 rokov sa kvázikryštály považovali za niečo mimoriadne neuveriteľné. O ich domnelej jedinečnej symetrii sa uvažovalo nad rámec tradičných pravidiel kryštalografie. Za svoju prácu získal Shechtman v roku 2011 Nobelovu cenu za chémiu.
Je zaujímavé poznamenať, že fyzici sa stretli s kvázikryštálmi dávno pred ich oficiálnym objavom. Vedci ich mylne identifikovali ako kubické kryštály s veľkou mriežkovou konštantou (veľkosť jednotkovej bunky kryštálu). Jednotkovú bunku spravidla môžu predstavovať rôzne tvary, napríklad obdĺžnikové, kubické, trojuholníkové alebo šesťuholníkové, kvázikryštály však majú štruktúru neperiodického rádu - majú päť symetrických strán, ktoré tvoria päťuholníky, ktoré naopak vytvárajú ikosahedrickú symetriu.
Patricia Thiel, vedúca výskumná pracovníčka amerického ministerstva energetiky Ames Laboratory, uvádza nasledujúci príklad:
"Povedzme, že chcete pokryť podlahu mozaikovými dlaždicami." Dlaždica má perfektné priame čiary. Môže byť obdĺžnikový, trojuholníkový, štvorcový alebo šesťuholníkový. Všetky tieto tvary je možné spojiť. Žiadne ďalšie jednoduché tvary sa nedajú zložiť, pretože zostanú medzery a medzery. Kvazikryštály sú ako päťuholníkové dlaždice. Nemôžu sa spájať ako trojuholníky a štvorce. Avšak v takejto štruktúre sú medzery vyplnené atómami iných látok, čo vedie napríklad k týmto formám ":
A tu je obrázok štruktúry novoobjaveného kvázikryštálu so symetriou piateho rádu:
Napriek tomu, že sú kvázikryštály v prírode veľmi vzácne (minimálne na Zemi), v laboratóriu sa vytvárajú veľmi ľahko. V súčasnosti sa syntetické kvázikryštály používajú takmer vo všetkom, od výroby panvíc až po výrobu LED žiaroviek.
Keď vedci študovali zloženie nového kvázikryštálu, potvrdili, že je zložený z kombinácie atómov hliníka, medi a železa kombinovaných do päťuholníkových tvarov, aké sa nachádzajú napríklad na futbalových loptičkách. V prírode bola takáto kompozícia kvázikryštálov objavená po prvýkrát. Nález však umožňuje n
NIKOLAY KHIZHNYAK