Квазікристал знайдено в "скам'янілій блискавки"

Дослідники зі США та Італії знайшли квазікристал, який, ймовірно, утворився в результаті сильного електричного розряду через піщану дюну. Колектив, очолюваний в Пол Штайнхардт в Прінстонському університеті сподівається, що їх відкриття може призвести до розробки нових методів створення штучних квазікристалів і допоможе вченим знайти інші природні зразки.

Квазікристали — це тверді матеріали з атомними структурами, які мають дальній порядок, але не мають трансляційної симетрії, властивої регулярним кристалам. Натомість вони виявляють лише обертальну симетрію, і це дивне розташування надає квазікристалам ряд екзотичних механічних, електричних і оптичних властивостей. Колись вважалося неможливим, Квазікристали вперше були виявлені в 1982 році і з того часу було розроблено кілька різних методів синтезу цих матеріалів, включаючи осадження з парової фази та повільне загартування рідких станів.

Однак у природі умови, необхідні для генерації квазікристалів, надзвичайно рідкісні, і перший природний зразок був ідентифікований Стейнхардтом та його колегами в 2009 році. експедиція до Сибіру під керівництвом Стейнхардта, шукаючи джерело цього зразка та підтверджуючи, що він був частиною метеорита.

«Скам'яніла блискавка»

Як тільки було встановлено, що квазікристали дійсно існують у природі, почалася гонка за пошуком нових прикладів. Тепер Стейнхардт і його колеги виявили новий тип квазікристалів у зразку фульгуриту. Фульгурити, які називаються «скам’янілою блискавкою», являють собою трубки з розплавленого матеріалу, які утворюються під час проходження великого електричного струму через пісок. Їхній зразок походить із Сенд-Хіллз на півночі центральної Небраски та був виявлений поблизу зруйнованої лінії електропередач, через що у зразку були сліди металу.

З хімічним складом Mn_72.3Si_15.6Cr_9.7Al_1.8Ni_0.6, квазікристал був у зерні розміром міліметр, захопленому всередині фульгуриту. Там квазікристал співіснував із більш звичайною кубічною ґраткою. Квазікристал має рівновіддалені атомні шари, кожен з яких має 12-кратну обертальну симетрію – те, що неможливо у звичайних кристалах з трансляційною симетрією.

Квазікристалічний конденсат Бозе-Ейнштейна дає змогу побачити фізику у вищих вимірах

Вивчаючи зразок, Стейнхардт і його колеги змогли зібрати підказки про його формування. Вони вважають, що квазікристал, ймовірно, утворився під час сильного електричного розряду через пісок. Це могло бути наслідком обриву лінії електропередач, удару блискавки або обох поєднань. Незалежно від свого джерела, розряд спричинив би екстремальні температури понад 1710 °C. Це, за їхніми словами, створило умови, необхідні для утворення квазікристала в області між слідами алюмінієвого сплаву від лінії електропередач і розплавленим силікатним склом із піску.

Команда Стейнхардта сподівається, що його відкриття може призвести до нових методів синтезу квазікристалів за допомогою контрольованих електричних розрядів у лабораторії. Це може дозволити дослідникам створювати нові екзотичні властивості і навіть може допомогти їм краще ідентифікувати місця, де можна знайти природні квазікристали, як на Землі, так і в космосі.

Дослідження описано в Праці Національної академії наук.

• Пауль Стейнхардт описує свою подорож до Сибіру в пошуках квазікристалів у своїй книзі Другий вид неможливого: надзвичайний пошук нової форми матерії, який був переглянуто в Світ фізики.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/quasicrystal-found-in-fossilized-lightning/