Kvázikristályt találtak a „megkövesedett villámban”

Egy kvázikristályt találtak amerikai és olasz kutatók, amelyek valószínűleg egy homokdűnéken keresztüli erős elektromos kisülés következtében keletkeztek. A csapat vezetésével Steinhardt Pál a Princeton Egyetemen reméli, hogy felfedezésük új technikák kifejlesztéséhez vezethet mesterséges kvázikristályok létrehozására, és segíthet a tudósoknak más, természetesen előforduló minták megtalálásában.

A kvázikristályok atomi szerkezetű szilárd anyagok, amelyek nagy hatótávolságúak, de hiányzik a szabályos kristályokban található transzlációs szimmetria. Ehelyett egyedül forgásszimmetriát mutatnak, és ez a különös elrendezés számos egzotikus mechanikai, elektromos és optikai tulajdonságot ad a kvázikristályoknak. Egyszer lehetetlennek hitték, A kvázikristályokat először 1982-ben azonosították és azóta ezeknek az anyagoknak a szintetizálására számos különféle technikát fejlesztettek ki – beleértve a gőzleválasztást és a folyékony halmazállapotok lassú kioltását.

A természetben azonban a kvázikristályok keletkezéséhez szükséges feltételek kivételesen ritkák, és az első természetben előforduló mintát Steinhardt és munkatársai 2009-ben azonosították. expedíció Szibériába Steinhardt vezette, keresve a minta forrását, és megerősítve, hogy az egy meteorit része.

„Köves villám”

Miután bebizonyosodott, hogy kvázikristályok léteznek a természetben, elkezdődött a verseny, hogy új példákat találjanak. Most Steinhardt és munkatársai egy új típusú kvázikristályt fedeztek fel egy fulguritmintában. A „megkövesedett villám” néven ismert fulguritok olvasztott anyagból készült csövek, amelyek akkor keletkeznek, amikor nagy elektromos áram halad át a homokon. Mintájuk Nebraska észak-középső részén található Sand Hills-ből származik, és egy lezuhant elektromos vezeték közelében fedezték fel, amely fémnyomokat eredményezett a mintában.

A kémiai összetétellel Mn_72.3Si_15.6Cr_9.7Al_1.8Ni_0.6, a kvázikristály egy milliméteres méretű szemcsékben volt a fulgurit belsejében. Ott a kvázikristály együtt élt egy hagyományosabb köbös ráccsal. A kvázikristálynak egyenlő távolságban elhelyezkedő atomi rétegei vannak, amelyek mindegyike 12-szeres forgásszimmetriával rendelkezik – ez lehetetlen a transzlációs szimmetriával rendelkező közönséges kristályokban.

A kvázikristályos Bose-Einstein kondenzátum bepillantást nyújt a fizikába magasabb dimenziókban

A minta tanulmányozásával Steinhardt és munkatársai nyomokat tudtak összerakni annak kialakulásáról. Úgy vélik, hogy a kvázikristály valószínűleg homokon keresztül történő erős elektromos kisülés során keletkezett. Ennek oka lehetett a megszakadt vezeték, villámcsapás vagy a kettő kombinációja. Függetlenül a forrástól, a kisülés 1710 °C-nál magasabb szélsőséges hőmérsékleteket generált volna. Szerintük ez megteremtette volna a szükséges feltételeket egy kvázikristály kialakulásához az elektromos vezetékből származó alumíniumötvözet nyomai és a homokból olvasztott szilikátüveg között.

Steinhardt csapata reméli, hogy felfedezése új technikákhoz vezethet a kvázikristály-szintézishez a laboratóriumi szabályozott elektromos kisülések révén. Ez lehetővé teheti a kutatók számára, hogy új egzotikus tulajdonságokat tervezzenek, és még abban is segíthet, hogy jobban azonosítsák azokat a helyeket, ahol természetes kvázikristályok találhatók, mind a Földön, mind az űrben.

A kutatás leírása a Proceedings of the National Academy of Sciences.

• Paul Steinhardt könyvében leírja a kvázikristályokat kereső szibériai útját A lehetetlen második fajtája: az anyag új formájának rendkívüli keresése, ami volt áttekintette ben Fizika Világa.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/quasicrystal-found-in-fossilized-lightning/