在“闪电化石”中发现准晶体

美国和意大利的研究人员发现了一种可能由沙丘强放电形成的准晶体。 该团队由 保罗斯坦哈特 在普林斯顿大学，希望他们的发现能够促进制造人造准晶体的新技术的发展，并帮助科学家找到其他天然存在的样品。

准晶体是具有长程有序原子结构的固体材料，但缺乏常规晶体中发现的平移对称性。 相反，它们单独表现出旋转对称性，这种奇特的排列赋予准晶体一系列奇特的机械、电学和光学特性。 曾经认为不可能， 1982年首次发现准晶 从那时起，已经开发了几种不同的合成这些材料的技术——包括气相沉积和液态的缓慢淬火。

然而，在自然界中，产生准晶体所需的条件异常罕见，Steinhardt 及其同事于 2009 年发现了第一个自然产生的样品。随后发生的是 远征西伯利亚 由斯坦哈特领导，寻找该样本的来源并确认它是陨石的一部分。

“化石闪电”

一旦确定自然界中确实存在准晶体，便开始寻找新的例子。 现在，Steinhardt 和他的同事们在电镁石样本中发现了一种新型准晶体。 被称为“化石闪电”的电闪石是大电流穿过沙子时产生的熔融材料管。 他们的样本来自内布拉斯加州中北部的沙丘，被发现靠近一条倒塌的电线，样本中含有微量金属。

与化学成分Mn_72.3Si_15.6Cr_9.7Al_1.8Ni_0.6, 准晶体是一个毫米大小的颗粒, 被困在闪电石中。 在那里，准晶体与更传统的立方晶格共存。 准晶体具有等间距的原子层，每个原子层具有 12 重旋转对称性——这在具有平移对称性的普通晶体中是不可能的。

准晶玻色 - 爱因斯坦凝聚体提供了更高维度物理学的一瞥

通过研究样本，Steinhardt 及其同事可以拼凑出有关其形成的线索。 他们认为准晶体很可能是在通过沙子的强烈放电过程中形成的。 这可能是电力线断线、雷击或两者兼而有之的结果。 无论其来源如何，放电都会产生高于 1710 °C 的极端温度。 他们说，这将为准晶体在电力线的痕迹铝合金和沙子的熔融硅酸盐玻璃之间的区域形成必要的条件。

Steinhardt 的团队希望其发现能够通过在实验室中受控放电导致准晶体合成的新技术。 这可以使研究人员设计出奇异的新特性，甚至可以帮助他们更好地识别在地球和太空中可以找到天然准晶体的地方。

该研究描述于 诉讼中的国家科学院院士.

• 保罗·斯坦哈特 (Paul Steinhardt) 在他的书中描述了他前往西伯利亚寻找准晶体的旅程 第二种不可能：对新物质形式的非凡探索， 一直都是 审查于 物理世界.

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• Sumber: https://physicsworld.com/a/quasicrystal-found-in-fossilized-lightning/