Füüsikud leidsid Venemaal kukkunud meteoriidi tükist väga haruldase kvasikristalli. Leid on nii haruldane, et see on alles kolmas kord, kui looduse teadlased sellist materjali kokku puutuvad. Selliste kristallide ainulaadsus pole aga tingitud ainult nende haruldusest. Fakt on see, et neil on nii omapärane sümmeetriline struktuur, et teadus pidas aastakümneid nende olemasolu "võimatuks".
Uue kvasikristalli avastas geoloogide meeskond, mida juhtis Luca Bindi Firenze ülikoolist (Itaalia). Teadlased uurisid viis aastat tagasi Venemaa Tšukotka autonoomses oblastis Anadõri oblastis asuvas Khatyrka külas kukkunud meteoriiditükki ja leidsid selles vaid mõne mikromeetri suuruse kvasikristalli.
Tuleb märkida, et see on juba kolmas kvasikristall, mis avastati samast meteoriidist, mis võib viidata sellele, et seal võib olla veel kummalisi struktuure.
Hea uudis on see, et oleme samast meteoriidist juba leidnud kolme erinevat tüüpi kvasikristalle. Viimasel on ainulaadne keemiline struktuur, mida kvasikristallides pole kunagi varem nähtud,”ütleb Paul Steinhardt Princetoni ülikoolist, üks uuringus osalenud teadlastest.
"See viitab sellele, et meteoriidis võivad peituda muud tüüpi kvasikristallid, nagu looduses."
Kvasikristallidel endil on ainulaadne struktuur, mida iseloomustab klassikalise kristallograafiaga keelatud sümmeetria ja pikamaalise korra olemasolu. Teisisõnu, kvasikristallide sümmeetria on olemas kõikides skaalades kuni aatomita, demonstreerides seeläbi aine uut struktuurilist korraldust.
Samadest lumehelvestest, teemantidest ja lauasoolast leitud tavalised kristallid koosnevad aatomitest, mis moodustavad peaaegu täiusliku sümmeetria. Polükristallid, mida leidub enamikus metallides, kivimites, jääs ja amorfsetes tahketes ainetes nagu klaas, vaha ja enamus plastikuid, kipuvad olema kaootilisemad ja korrapäratumad.
Iisraeli füüsik Dan Shechtman tõestas 1982. aastal teist tüüpi aatomistruktuuri olemasolu - kummalist, pooleldi järjestatud aine vormi, milles kuvataval aatomistruktuuril on punkt-sümmeetria.
Reklaamvideo:
Kui Shechtman avastas laboris loodud alumiiniumisulami proovist kvasikristalli, ei uskunud teadlane alguses oma silmi, öeldes endale: "See ei saa olla." Teadlane tegi oma avastuse 1982. aastal. Järgmiste aastakümnete jooksul üritas ta kaks korda oma töö tulemusi teadusajakirjades avaldada, kuid keelduti. Kolleegid naersid sõna otseses mõttes teadlase üle, uskumata tema avastust. Lõppkokkuvõttes avaldati Shekhtmani artikkel väga lühendatud kujul ja see oli kaasautor teiste tuntud teadlastega. Usaldamatuse põhjuseks oli muidugi see, et enam kui 200 aasta jooksul vaadeldi kvasikristalle millegi äärmiselt uskumatuna. Nende oletatavat ainulaadset sümmeetriat peeti tavapärasest kristallograafia reeglitest kaugemale. Ometi võitis Shechtman oma töö eest 2011. aastal Nobeli keemiapreemia.
Huvitav on märkida, et füüsikud kohtusid kvikristallidega ammu enne nende ametlikku avastamist. Teadlased on neid ekslikult tuvastanud kuubikristallidena, millel on suur võre konstant (kristallühiku suurusega). Ühikrakku saab reeglina kujutada erineva kujuga, näiteks ristküliku-, kuup-, kolmnurk- või kuusnurkne, kvasikristallidel on aga aperioodilise järjekorra struktuur - neil on viis sümmeetrilist külge, moodustades viisnurgad, mis omakorda loovad ikosaagraalse sümmeetria.
USA energiaministeeriumi Amesi labori vanemteadur Patricia Thiel toob järgmise näite:
"Oletame, et soovite oma põranda katta mosaiikplaatidega. Plaadil on ideaalsed sirged jooned. See võib olla ristkülikukujuline, kolmnurkne, ruudukujuline või kuusnurkne. Kõiki neid kujundeid saab kokku liita. Muid lihtsaid kujundeid ei saa kokku voltida, kuna jäävad tühikud ja tühikud. Kvasikristallid on nagu viisnurksed plaadid. Nad ei saa ühendada nagu kolmnurgad ja ruudud. Kuid sellises struktuuris täidetakse lüngad teiste ainete aatomitega, mille tulemuseks on näiteks need vormid ":
Ja siin on pilt äsja avastatud kvaasikristalli struktuurist, millel on viienda järgu sümmeetria:
Hoolimata asjaolust, et kvasikristalle on looduses (vähemalt Maal) väga harva, on neid laboris väga lihtne luua. Praegu kasutatakse sünteetilisi kvasikristalle peaaegu kõiges, alates pannide tootmisest kuni LED-lampide tootmiseni.
Kui teadlased uurisid uue kvasikristalli koostist, kinnitasid nad, et see koosneb alumiiniumi, vase ja raua aatomite kombinatsioonist, mis on kombineeritud viisnurkse kujuga, näiteks need, mida leidub näiteks jalgpallipallidel. Looduses avastati selline kvasikristallide koostis esimest korda. Kuid leid võimaldab n
NIKOLAY KHIZHNYAK
