Fizičari su pronašli vrlo rijedak kvazikristal u komadu meteorita koji je pao u Rusiji. Nalaz je toliko rijedak da su ovo tek treći put da se znanstvenici u prirodi susreću s takvim materijalom. Međutim, jedinstvenost takvih kristala nije samo njihova rijetkost. Činjenica je da imaju tako neobičnu simetričnu strukturu da je desetljećima znanost njihovo postojanje smatrala "nemogućim".
Novi kvazikristal otkrio je tim geologa na čelu s Lucom Bindi sa Sveučilišta u Firenci (Italija). Znanstvenici su prije pet godina ispitali komad meteorita koji je pao u ruskom selu Khatyrka u regiji Anadyr u Čukotskom autonomnom okrugu Rusije i u njemu pronašli kvazikristal veličine samo nekoliko mikrometara.
Treba napomenuti da je ovo već treći kvazikristal koji je otkriven u istom meteoritu, što može sugerirati da mogu postojati još čudnije strukture.
“Dobra vijest je da smo u istom meteoritu već pronašli tri različite vrste kvazikristala. Potonji ima jedinstvenu kemijsku strukturu koja nikada prije nije bila viđena u kvazikristalima”, kaže Paul Steinhardt sa Sveučilišta Princeton, jedan od znanstvenika uključenih u studiju.
"To dovodi do pretpostavke da se druge vrste kvazikristala mogu skrivati u meteoritu, kao u prirodi."
Sami kvazikristali imaju jedinstvenu strukturu koju odlikuje simetrija zabranjena klasičnom kristalografijom i prisutnost dalekog reda. Drugim riječima, simetrija kvazikristala prisutna je u svim razmjerima, sve do atomskih, čime se demonstrira nova strukturna organizacija materije.
Uobičajeni kristali koji se nalaze u istim pahuljicama, dijamantima i kuhinjskoj soli sastoje se od atoma koji čine gotovo savršenu simetriju. Polikristali, koji se nalaze u većini metala, stijena, leda i amorfnih krutina poput stakla, voska i većine plastike, obično su kaotičniji i neuređeniji.
Prisutnost u prirodi druge vrste atomske strukture - čudnog, poluuređenog oblika materije u kojem prikazana atomska struktura ima simetriju točaka - dokazao je 1982. izraelski fizičar Dan Shechtman.
Promotivni video:
Kad je Shekhtman otkrio kvazikristal u uzorku legure aluminija koji je stvorio u laboratoriju, znanstvenik isprva nije vjerovao svojim očima, govoreći u sebi: "To ne može biti." Znanstvenik je do svog otkrića došao 1982. godine. Tijekom sljedećih desetljeća dva puta je pokušao objaviti rezultate svog rada u znanstvenim časopisima, ali je odbijen. Kolege su se doslovno smijali znanstveniku, ne vjerujući u njegovo otkriće. U konačnici, Shekhtmanov članak objavljen je u vrlo skraćenom obliku i u koautorstvu s drugim istaknutim znanstvenicima. Razlog nepovjerenja, naravno, bio je taj što su više od 200 godina kvazikristali bili promatrani kao nešto krajnje nevjerojatno. Njihova navodna jedinstvena simetrija smatrana je izvan tradicionalnih pravila kristalografije. Ipak, Shechtman je za svoj rad 2011. dobio Nobelovu nagradu za kemiju.
Zanimljivo je primijetiti da su se fizičari susreli s kvazikristalima puno prije njihovog službenog otkrića. Znanstvenici su ih pogrešno identificirali kao kubične kristale s velikom konstantom rešetke (veličine kristalne ćelije). Jedinična ćelija, u pravilu, može biti predstavljena različitim oblicima, na primjer, pravokutnim, kubičnim, trokutastim ili šesterokutnim, međutim, kvazikristali imaju strukturu aperiodičnog reda - imaju pet simetričnih stranica, tvoreći petougaonike, koji, pak, stvaraju ikosaedričnu simetriju.
Patricia Thiel, viša istraživačica iz američkog Odjela za laboratorij Energy Ames, daje sljedeći primjer:
“Recimo da svoj pod želite pokriti mozaičnim pločicama. Pločica ima savršene ravne linije. Može biti pravokutni, trokutasti, kvadratni ili šesterokutni. Svi se ti oblici mogu zbrajati. Bilo koji drugi jednostavni oblici ne mogu se presaviti, jer će ostati praznine i razmaci. Kvazikristali su poput peterokutnih pločica. Ne mogu se povezati poput trokuta i kvadrata. Međutim, u takvoj strukturi praznine se popunjavaju atomima drugih tvari, što rezultira, na primjer, ovim oblicima :
I evo slike o strukturi novootkrivenog kvazikristala sa simetrijom petog reda:
Unatoč činjenici da su kvazikristali u prirodi vrlo rijetki (barem na Zemlji), vrlo ih je lako stvoriti u laboratoriju. Trenutno se sintetički kvazikristali koriste u gotovo svemu, od proizvodnje tava do proizvodnje LED svjetiljki.
Kada su znanstvenici proučavali sastav novog kvazikristala, potvrdili su da se sastoji od kombinacije atoma aluminija, bakra i željeza, kombiniranih u peterokutnim oblicima, poput onih koji se nalaze, na primjer, na nogometnim loptama. U prirodi je takav sastav kvazikristala otkriven prvi put. Međutim, nalaz omogućuje n
NIKOLAY KHIZHNYAK
