Kvasikide löytyi "kivettyneestä salamasta"

Yhdysvalloissa ja Italiassa toimivat tutkijat ovat löytäneet kvasikiteen, joka todennäköisesti muodostui voimakkaasta sähköpurkauksesta hiekkadyynin läpi. Joukkue, jota johtaa Paul Steinhardt Princetonin yliopistossa toivoo, että heidän löytönsä voisi johtaa uusien tekniikoiden kehittämiseen keinotekoisten kvasikiteiden luomiseksi ja auttaa tutkijoita löytämään muita luonnossa esiintyviä näytteitä.

Kvasikiteet ovat kiinteitä materiaaleja, joilla on atomirakenteet, joilla on pitkän kantaman järjestys, mutta joista puuttuu tavallisissa kiteissä esiintyvä translaatiosymmetria. Sen sijaan ne osoittavat yksinään pyörimissymmetriaa, ja tämä outo järjestely antaa kvasikiteille joukon eksoottisia mekaanisia, sähköisiä ja optisia ominaisuuksia. Kerran luultiin mahdottomaksi, kvasikiteet tunnistettiin ensimmäisen kerran vuonna 1982 ja siitä lähtien on kehitetty useita erilaisia ​​tekniikoita näiden materiaalien syntetisoimiseksi – mukaan lukien höyrypinnoitus ja nestemäisten tilojen hidas sammutus.

Luonnossa kvasikiteiden synnyttämiseen vaadittavat olosuhteet ovat kuitenkin poikkeuksellisen harvinaisia, ja Steinhardt ja kollegat tunnistivat ensimmäisen luonnossa esiintyvän näytteen vuonna 2009. retkikunta Siperiaan Steinhardtin johdolla etsiessään näytteen lähdettä ja vahvistaen, että se oli osa meteoriittia.

"Kivetistynyt salama"

Kun todettiin, että kvasikiteitä on luonnossa, kilpailu alkoi löytää uusia esimerkkejä. Nyt Steinhardt ja kollegat ovat löytäneet uudenlaisen kvasikiteen fulguriittinäytteestä. Fossiloituneeksi salamaksi kutsutut fulguriitit ovat sulatetusta materiaalista valmistettuja putkia, jotka syntyvät, kun suuri sähkövirta kulkee hiekan läpi. Heidän näyte on peräisin Sand Hillsistä Pohjois-Nebraskan keskiosasta, ja se löydettiin läheltä kaatunutta sähköjohtoa, joka aiheutti metallijäämiä näytteeseen.

Kemiallisella koostumuksella Mn_72.3Si_15.6Cr_9.7Al_1.8Ni_0.6, kvasikide oli millimetrin kokoisessa rakeessa, joka oli loukussa fulguriitin sisällä. Siellä kvasikide esiintyi rinnakkain tavanomaisemman kuutiohilan kanssa. Kvasikiteellä on tasaväliset atomikerrokset, joista jokaisella on 12-kertainen pyörimissymmetria – mikä on mahdotonta tavallisissa kiteissä, joilla on translaatiosymmetria.

Kvasikiteinen Bose-Einstein-kondensaatti tarjoaa välähdyksen fysiikasta korkeammissa ulottuvuuksissa

Tutkimalla näytettä Steinhardt ja kollegat saattoivat koota vihjeitä sen muodostumisesta. He uskovat, että kvasikide muodostui todennäköisesti hiekan läpi tapahtuneen voimakkaan sähköpurkauksen aikana. Tämä saattoi johtua kaatuneesta sähkölinjasta, salamaniskusta tai näiden yhdistelmästä. Lähteestä riippumatta purkaus olisi synnyttänyt äärilämpötiloja, jotka ovat yli 1710 °C. Tämä olisi heidän mukaansa luonut olosuhteet, jotka ovat välttämättömiä kvasikiteen muodostumiselle alueelle, joka jää voimajohdon alumiiniseosjäämien ja hiekan sulatetun silikaattilasin väliin.

Steinhardtin tiimi toivoo, että sen löytö voisi johtaa uusiin kvasikidesynteesiin liittyviin tekniikoihin laboratoriossa ohjattujen sähköpurkausten avulla. Tämä voisi antaa tutkijoille mahdollisuuden suunnitella uusia eksoottisia ominaisuuksia ja jopa auttaa heitä tunnistamaan paremmin paikat, joissa luonnollisia kvasikiteitä löytyy sekä maan päällä että avaruudessa.

Tutkimusta kuvataan Proceedings of National Academy of Sciences.

• Paul Steinhardt kuvailee kirjassaan matkaansa Siperiaan etsimään kvasikiteitä Toisen tyyppinen mahdottomuus: poikkeuksellinen etsintä aineen uudelle muodolle, mikä on ollut tarkistettu sisään Fysiikan maailma.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/quasicrystal-found-in-fossilized-lightning/