Fizikai Rusijoje nukritusiame meteorito gabale rado labai retą kvazikristalą. Radinys yra toks retas, kad tai tik trečią kartą, kai gamtoje mokslininkai susiduria su tokia medžiaga. Tačiau tokių kristalų unikalumą lemia ne tik jų retumas. Faktas yra tas, kad jie turi tokią savitą simetrišką struktūrą, kad dešimtmečius mokslas jų egzistavimą laikė „neįmanoma“.
Naująjį kvazikristalą atrado geologų komanda, kuriai vadovavo Luca Bindi iš Florencijos universiteto (Italija). Mokslininkai prieš penkerius metus ištyrė Rusijos Chhatorkos kaime Anadyro srityje, Rusijos Chukotkos autonominiame krante, nukritusį meteorito gabalą ir jame rado tik kelių mikrometrų dydžio kvazikristalą.
Reikėtų pažymėti, kad tai jau trečiasis kvazikristalas, kuris buvo atrastas tame pačiame meteorite, o tai gali reikšti, kad gali būti dar keistesnių struktūrų.
„Gera žinia ta, kad tame pačiame meteorite jau radome trijų skirtingų rūšių kvazikristalus. Pastarasis turi unikalią cheminę struktūrą, dar nematytą kvazikristaluose “, - sako vienas iš tyrime dalyvavusių mokslininkų Paulas Steinhardtas iš Prinstono universiteto.
- Tai rodo, kad meteorite, kaip ir gamtoje, gali pasislėpti kitokio tipo kvazikristalai.
Patys kvazikristalai turi unikalią struktūrą, kuriai būdinga klasikinės kristalografijos draudžiama simetrija ir tolimos tvarkos buvimas. Kitaip tariant, kvazikristalų simetrija yra visose skalėse, iki atominės, taip parodydama naują materijos struktūrinę organizaciją.
Paprastieji kristalai, esantys tose pačiose snaigėse, deimantuose ir valgomojoje druskoje, susideda iš beveik tobulą simetriją turinčių atomų. Polikristalai, esantys daugumoje metalų, uolienose, lede ir amorfinėse kietosiose medžiagose, tokiose kaip stiklas, vaškas ir dauguma plastikų, būna chaotiškesni ir netvarkingesni.
1982 m. Izraelio fizikas Danas Shechtmanas įrodė, kad gamtoje yra kitos rūšies atominė struktūra - keista, pusiau sutvarkyta materijos forma, kurioje rodoma atominė struktūra turi taškų simetriją.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Kai Šechtmanas laboratorijoje sukurtame aliuminio lydinio pavyzdyje atrado kvazikristalą, mokslininkas iš pradžių netikėjo savo akimis, sakydamas sau: „Taip negali būti“. Mokslininkas savo atradimą padarė 1982 m. Per ateinančius dešimtmečius jis du kartus bandė paskelbti savo darbo rezultatus mokslo žurnaluose, tačiau jam buvo atsisakyta. Kolegos pažodžiui juokėsi iš mokslininko, netikėdami jo atradimu. Galų gale, Shekhtmano straipsnis buvo paskelbtas labai sutrumpinta forma ir parašytas kartu su kitais žymiais mokslininkais. Nepasitikėjimo priežastis, be abejo, buvo ta, kad daugiau nei 200 metų į kvazikristalus buvo žiūrima kaip į kažką nepaprastai. Jų tariama unikali simetrija buvo laikoma už tradicinių kristalografijos taisyklių ribų. Vis dėlto Shechtmanas už savo darbą laimėjo 2011 m. Nobelio chemijos premiją.
Įdomu tai, kad fizikai su kvazikristalais susitiko dar gerokai prieš jų oficialų atradimą. Mokslininkai juos klaidingai nustatė kaip kubinius kristalus, turinčius didelę grotelių konstantą (kristalinės ląstelės dydžio). Vienetinė ląstelė, kaip taisyklė, gali būti pavaizduota skirtingomis formomis, pavyzdžiui, stačiakampiais, kubiniais, trikampiais arba šešiakampiais, tačiau kvazikristalai turi aperiodinės tvarkos struktūrą - jie turi penkias simetriškas puses, formuodami penkiakampius, kurie savo ruožtu sukuria ikozaedrinę simetriją.
JAV Energetikos departamento Ameso laboratorijos vyresnioji mokslo darbuotoja Patricia Thiel pateikia šį pavyzdį:
„Tarkime, jūs norite padengti grindis mozaikinėmis plytelėmis. Plytelė turi tobulas tiesias linijas. Tai gali būti stačiakampis, trikampis, kvadratas arba šešiakampis. Visas šias formas galima sujungti. Jokių kitų paprastų formų negalima sulankstyti, nes liks tarpai ir tarpai. Kvazikristalai yra tarsi penkiakampės plytelės. Jie negali jungtis kaip trikampiai ir kvadratai. Tačiau tokioje struktūroje spragos užpildomos kitų medžiagų atomais, todėl susidaro, pavyzdžiui, šios formos :
Čia yra naujai atrasto kvazikristalo su penktos eilės simetrija struktūros vaizdas:
Nepaisant to, kad kvazikristalai gamtoje yra labai reti (bent jau Žemėje), juos labai lengva sukurti laboratorijoje. Šiuo metu sintetiniai kvazikristalai naudojami beveik viskuo, pradedant keptuvių gamyba ir baigiant LED lempų gamyba.
Kai mokslininkai ištyrė naujojo kvazikristalo sudėtį, jie patvirtino, kad jis susideda iš aliuminio, vario ir geležies atomų derinio, sujungto penkiakampėmis formomis, kaip antai futbolo kamuoliuose. Gamtoje tokia kvazikristalų kompozicija buvo atrasta pirmą kartą. Tačiau radinys leidžia n
NIKOLAY KHIZHNYAK