Quasicrystal พบใน 'ฟ้าผ่าฟอสซิล'

ผลึกควอซิคริสตัลที่น่าจะเกิดจากการปล่อยกระแสไฟฟ้าแรงสูงผ่านเนินทรายถูกค้นพบโดยนักวิจัยในสหรัฐอเมริกาและอิตาลี นำทีมโดย พอล สเตนฮาร์ด ที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน หวังว่าการค้นพบของพวกเขาจะนำไปสู่การพัฒนาเทคนิคใหม่ๆ ในการสร้างควาซิคริสตัลเทียม และช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบตัวอย่างอื่นๆ ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ

Quasicrystal เป็นวัสดุของแข็งที่มีโครงสร้างอะตอมที่มีลำดับระยะยาว แต่ไม่มีความสมมาตรในการแปลที่พบในผลึกปกติ แต่พวกมันแสดงความสมมาตรแบบหมุนเพียงอย่างเดียว และการจัดเรียงที่แปลกประหลาดนี้ทำให้ควอซิคริสตัลมีคุณสมบัติเชิงกล ไฟฟ้า และแสงที่แปลกใหม่ เมื่อคิดว่าเป็นไปไม่ได้ ผลึกควอซิคริสตัลถูกค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 1982 และตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา เทคนิคต่างๆ มากมายสำหรับการสังเคราะห์วัสดุเหล่านี้ได้รับการพัฒนาขึ้น รวมทั้งการสะสมตัวของไอระเหยและการดับอย่างช้าๆ ของสถานะของเหลว

อย่างไรก็ตาม ในธรรมชาติ สภาวะที่จำเป็นในการสร้างควาซิคริสตัลนั้นหายากเป็นพิเศษ และ Steinhardt และเพื่อนร่วมงานระบุตัวอย่างที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเป็นครั้งแรกในปี 2009 สิ่งที่ตามมาคือ การเดินทางสู่ไซบีเรีย นำโดย Steinhardt ค้นหาแหล่งที่มาของตัวอย่างนั้นและยืนยันว่าเป็นส่วนหนึ่งของอุกกาบาต

“ฟ้าผ่าฟอสซิล”

เมื่อพบว่าผลึกควอซิคริสตัลมีอยู่ในธรรมชาติแล้ว การแข่งขันก็ดำเนินต่อไปเพื่อค้นหาตัวอย่างใหม่ๆ ตอนนี้ Steinhardt และเพื่อนร่วมงานได้ค้นพบควาซิคริสตัลชนิดใหม่ภายในตัวอย่างฟูลกูไรต์ ฟูลกูไรต์ได้รับการขนานนามว่าเป็น "ฟ้าผ่าจากซากดึกดำบรรพ์" ซึ่งเป็นท่อของวัสดุที่หลอมละลายซึ่งสร้างขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้าปริมาณมากไหลผ่านทราย ตัวอย่างของพวกเขามาจาก Sand Hills ทางตอนเหนือของเนแบรสกาตอนกลาง และถูกค้นพบใกล้กับสายไฟฟ้าที่ขาด ทำให้มีร่องรอยของโลหะในตัวอย่าง

ด้วยองค์ประกอบทางเคมี Mn_72.3Si_15.6Cr_9.7Al_1.8Ni_0.6ผลึกควอซิคริสตัลอยู่ในเม็ดขนาดมิลลิเมตรที่ติดอยู่ภายในฟูลกูไรต์ ที่นั่น ผลึกควอซิคริสตัลอยู่ร่วมกับลูกบาศก์ขัดแตะธรรมดา ควอซิคริสตัลมีชั้นอะตอมที่มีระยะห่างเท่าๆ กัน แต่ละชั้นมีสมมาตรแบบหมุนได้ 12 เท่า ซึ่งเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ในคริสตัลทั่วไปที่มีสมมาตรแบบแปล

Quasicrystalline Bose–Einstein condensate ให้ภาพรวมของฟิสิกส์ในมิติที่สูงขึ้น

จากการศึกษาตัวอย่าง Steinhardt และเพื่อนร่วมงานสามารถรวบรวมเบาะแสเกี่ยวกับการก่อตัวของมันได้ พวกเขาเชื่อว่าควาซิคริสตัลน่าจะเกิดขึ้นระหว่างการปล่อยกระแสไฟฟ้าแรงสูงผ่านทราย อาจเป็นผลมาจากสายไฟฟ้าขาด ฟ้าผ่า หรือทั้งสองอย่างรวมกัน โดยไม่คำนึงถึงแหล่งที่มา การปลดปล่อยจะสร้างอุณหภูมิที่สูงเกินกว่า 1710 °C พวกเขากล่าวว่าสิ่งนี้จะสร้างเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับควาซิกคริสตัลที่จะก่อตัวขึ้นในบริเวณระหว่างร่องรอยของโลหะผสมอลูมิเนียมจากสายไฟและแก้วซิลิเกตที่หลอมละลายจากทราย

ทีมของ Steinhardt หวังว่าการค้นพบนี้จะนำไปสู่เทคนิคใหม่สำหรับการสังเคราะห์ควาซิคริสตัลผ่านการควบคุมการปล่อยไฟฟ้าในห้องแล็บ ซึ่งจะช่วยให้นักวิจัยสามารถออกแบบคุณสมบัติใหม่ๆ ที่แปลกใหม่ และอาจช่วยให้ระบุตำแหน่งที่สามารถพบผลึกควอซิคริสตัลตามธรรมชาติได้ดีขึ้น ทั้งบนโลกและในอวกาศ

งานวิจัยได้อธิบายไว้ใน กิจการของ National Academy of Sciences.

• Paul Steinhardt อธิบายการเดินทางของเขาไปยังไซบีเรียเพื่อค้นหาควาซิคริสตัลในหนังสือของเขา สิ่งที่เป็นไปไม่ได้ประเภทที่สอง: ภารกิจพิเศษสำหรับรูปแบบใหม่ของสสาร ซึ่งได้รับ ตรวจสอบใน โลกฟิสิกส์.

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://physicsworld.com/a/quasicrystal-found-in-fossilized-lightning/