Kvasikrystall funnet i 'fossilisert lyn'

En kvasikrystall som sannsynligvis ble dannet av en sterk elektrisk utladning gjennom en sanddyne, er funnet av forskere basert i USA og Italia. Teamet, ledet av Paul Steinhardt ved Princeton University, håper at oppdagelsen deres kan føre til utvikling av nye teknikker for å lage kunstige kvasikrystaller og hjelpe forskere med å finne andre naturlig forekommende prøver.

Kvasikrystaller er solide materialer med atomstrukturer som har lang rekkefølge, men mangler translasjonssymmetrien som finnes i vanlige krystaller. I stedet viser de rotasjonssymmetri alene, og dette merkelige arrangementet gir kvasikrystaller en rekke eksotiske mekaniske, elektriske og optiske egenskaper. En gang antatt å være umulig, kvasikrystaller ble først identifisert i 1982 og siden den gang har flere forskjellige teknikker for å syntetisere disse materialene blitt utviklet – inkludert dampavsetning og langsom slukking av flytende tilstander.

I naturen er forholdene som kreves for å generere kvasikrystaller usedvanlig sjeldne, og den første naturlig forekommende prøven ble identifisert av Steinhardt og kolleger i 2009. Det som fulgte var en ekspedisjon til Sibir ledet av Steinhardt, søkte kilden til den prøven og bekreftet at den var en del av en meteoritt.

"Fossilisert lyn"

Når det ble slått fast at kvasikrystaller eksisterer i naturen, var kappløpet i gang for å finne nye eksempler. Nå har Steinhardt og kollegene oppdaget en ny type kvasikrystall i en prøve av fulguritt. Kalt «fossilisert lyn» er fulguritter rør av smeltet materiale som skapes når en stor elektrisk strøm går gjennom sand. Prøven deres kommer fra Sand Hills i nord-sentrale Nebraska og ble oppdaget nær en nedlagt kraftledning, som bidro med spor av metall til prøven.

Med den kjemiske sammensetningen Mn_72.3Si_15.6Cr_9.7Al_1.8Ni_0.6, var kvasikrystallen i et millimeter stort korn fanget inne i fulguritten. Der eksisterte kvasikrystallen sammen med et mer konvensjonelt kubisk gitter. Kvasikrystallen har like fordelte atomlag, hver med en 12 ganger rotasjonssymmetri – noe som er umulig i vanlige krystaller med translasjonssymmetri.

Kvasikrystallinsk Bose–Einstein-kondensat gir et glimt av fysikk i høyere dimensjoner

Ved å studere prøven kunne Steinhardt og kolleger sette sammen ledetråder om dannelsen. De tror at kvasikrystallen sannsynligvis ble dannet under en sterk elektrisk utladning gjennom sand. Dette kan ha vært et resultat av den nedstyrte kraftledningen, et lynnedslag eller en kombinasjon av begge. Uavhengig av kilden ville utslippet ha generert ekstreme temperaturer høyere enn 1710 °C. Dette, sier de, ville ha skapt nødvendige forhold for at en kvasikrystall kunne dannes i området mellom spor av aluminiumslegering fra kraftledningen og det smeltede silikatglasset fra sanden.

Steinhardts team håper at oppdagelsen kan føre til nye teknikker for kvasikrystallsyntese gjennom kontrollerte elektriske utladninger i laboratoriet. Dette kan gjøre det mulig for forskere å konstruere eksotiske nye egenskaper og kan til og med hjelpe dem til bedre å identifisere steder der naturlige kvasikrystaller kan bli funnet, både på jorden og i verdensrommet.

Forskningen er beskrevet i Proceedings of National Academy of Sciences.

• Paul Steinhardt beskriver sin reise til Sibir på jakt etter kvasikrystaller i sin bok Den andre typen umulig: den ekstraordinære søken etter en ny form for materie, som har vært anmeldt i Fysikkens verden.

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• Platoblokkkjede. Web3 Metaverse Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• kilde: https://physicsworld.com/a/quasicrystal-found-in-fossilized-lightning/