"Kivistunud välgust" leiti kvaasikristall

USA ja Itaalia teadlased on leidnud kvaasikristalli, mis tekkis tõenäoliselt tugeva elektrilahendusega läbi liivadüüni. Meeskond eesotsas Paul Steinhardt Princetoni ülikoolis loodab, et nende avastus võib viia uute tehnikate väljatöötamiseni kunstlike kvaasikristallide loomiseks ja aidata teadlastel leida teisi looduslikult esinevaid proove.

Kvaasikristallid on aatomstruktuuriga tahked materjalid, millel on pikamaa järjestus, kuid millel puudub tavalistes kristallides leiduv translatsioonisümmeetria. Selle asemel on neil ainult pöörlemissümmeetria ja see kummaline paigutus annab kvaasikristallidele hulga eksootilisi mehaanilisi, elektrilisi ja optilisi omadusi. Kunagi peeti võimatuks, kvaasikristallid tuvastati esmakordselt 1982. aastal ja sellest ajast alates on nende materjalide sünteesimiseks välja töötatud mitu erinevat tehnikat, sealhulgas aurude sadestamine ja vedelate olekute aeglane kustutamine.

Looduses on kvaasikristallide tekitamiseks vajalikud tingimused aga erakordselt haruldased ja esimese looduslikult esineva proovi tuvastasid Steinhardt ja tema kolleegid 2009. aastal. ekspeditsioon Siberisse mida juhtis Steinhardt, otsides selle proovi allikat ja kinnitades, et see oli osa meteoriidist.

"Kivistunud välk"

Kui tehti kindlaks, et looduses eksisteerivad kvaasikristallid, läks võidujooks uute näidete otsimiseks. Nüüd on Steinhardt ja kolleegid avastanud fulguriidi proovis uut tüüpi kvaasikristalli. Fossiilseks välguks nimetatud fulguriidid on sulatatud materjalist torud, mis tekivad suure elektrivoolu liikumisel läbi liiva. Nende proov pärineb Põhja-Nebraska keskosast Sand Hills'ist ja avastati allakukkunud elektriliini lähedalt, mis tõi proovile metalli jäljed.

Keemilise koostisega Mn_72.3Si_15.6Cr_9.7Al_1.8Ni_0.6, oli kvaasikristall millimeetrisuuruses terakeses, mis oli lõksus fulguriidi sisse. Seal eksisteeris kvaasikristall koos tavapärasema kuupvõrega. Kvaasikristallil on võrdsete vahedega aatomikihid, millest igaühel on 12-kordne pöörlemissümmeetria – miski, mis on tavalistes translatsioonisümmeetriaga kristallides võimatu.

Kvaasikristalliline Bose-Einsteini kondensaat annab ülevaate füüsikast kõrgemates mõõtmetes

Valimit uurides võisid Steinhardt ja kolleegid selle moodustamise kohta vihjeid kokku panna. Nad usuvad, et kvaasikristall tekkis tõenäoliselt tugeva elektrilahenduse käigus läbi liiva. See võis olla allakukkunud elektriliini, pikselöögi või mõlema kombinatsiooni tagajärg. Olenemata allikast oleks heide tekitanud äärmuslikke temperatuure, mis on kõrgemad kui 1710 °C. Nad ütlevad, et see oleks loonud tingimused kvaasikristalli tekkeks piirkonnas, mis jääb elektriliinist pärit alumiiniumisulami jälgede ja liivast sulatatud silikaatklaasi vahele.

Steinhardti meeskond loodab, et selle avastus võib viia uute kvaasikristallide sünteesi tehnikateni läbi kontrollitud elektrilahenduste laboris. See võib võimaldada teadlastel luua uusi eksootilisi omadusi ja isegi aidata neil paremini tuvastada kohti, kus looduslikke kvaasikristalle võib leida nii Maal kui ka kosmoses.

Uuringut kirjeldatakse artiklis Proceedings of the National Academy of Sciences.

• Paul Steinhardt kirjeldab oma raamatus oma teekonda Siberisse kvaasikristalle otsides Teist tüüpi võimatu: erakordne püüdlus uue ainevormi poole, mis on olnud aastal läbi vaadatud Füüsika maailm.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/quasicrystal-found-in-fossilized-lightning/