Kwazikryształ znaleziony w „skamieniałej błyskawicy”

Kwazikryształ, który prawdopodobnie powstał w wyniku silnego wyładowania elektrycznego przez wydmę, został znaleziony przez naukowców z USA i Włoch. Zespół, prowadzony przez Pawła Steinhardta z Princeton University ma nadzieję, że ich odkrycie może doprowadzić do opracowania nowych technik tworzenia sztucznych kwazikryształów i pomóc naukowcom znaleźć inne naturalnie występujące próbki.

Kwazikryształy to stałe materiały o strukturach atomowych, które mają uporządkowanie dalekiego zasięgu, ale brakuje im symetrii translacyjnej, którą można znaleźć w zwykłych kryształach. Zamiast tego wykazują jedynie symetrię obrotową, a ten ciekawy układ nadaje kwazikryształom szereg egzotycznych właściwości mechanicznych, elektrycznych i optycznych. Kiedyś wydawało się to niemożliwe, kwazikryształy zostały po raz pierwszy zidentyfikowane w 1982 roku i od tego czasu opracowano kilka różnych technik syntezy tych materiałów – w tym osadzanie z fazy gazowej i powolne wygaszanie stanów ciekłych.

Jednak w naturze warunki wymagane do wytworzenia kwazikryształów są wyjątkowo rzadkie, a pierwsza naturalnie występująca próbka została zidentyfikowana przez Steinhardta i współpracowników w 2009 roku. wyprawa na Syberię kierowany przez Steinhardta, szukający źródła tej próbki i potwierdzający, że była to część meteorytu.

„Skamieniała błyskawica”

Kiedy ustalono, że kwazikryształy istnieją w przyrodzie, rozpoczęto wyścig w poszukiwaniu nowych przykładów. Teraz Steinhardt i współpracownicy odkryli nowy rodzaj kwazikryształu w próbce fulgurytu. Nazywane „skamieniałymi błyskawicami”, fulguryty to rurki ze stopionego materiału, które powstają, gdy duży prąd elektryczny przepływa przez piasek. Ich próbka pochodzi z Sand Hills w północno-środkowej Nebrasce i została odkryta w pobliżu zerwanej linii energetycznej, która dodała do próbki ślady metalu.

Ze składem chemicznym Mn_72.3Si_15.6Cr_9.7Al_1.8Ni_0.6kwazikryształ znajdował się w milimetrowej wielkości ziarenku uwięzionym wewnątrz fulgurytu. Tam kwazikryształ współistniał z bardziej konwencjonalną siecią sześcienną. Kwazikryształ ma równomiernie rozmieszczone warstwy atomowe, z których każda ma 12-krotną symetrię obrotową – coś, co jest niemożliwe w zwykłych kryształach o symetrii translacyjnej.

Quasikrystaliczny kondensat Bosego-Einsteina daje wgląd w fizykę w wyższych wymiarach

Badając próbkę, Steinhardt i współpracownicy mogli zebrać wskazówki dotyczące jej powstawania. Uważają, że kwazikryształ prawdopodobnie powstał podczas silnego wyładowania elektrycznego przez piasek. Mogło to być spowodowane zerwaną linią energetyczną, uderzeniem pioruna lub połączeniem obu. Niezależnie od źródła, wyładowanie spowodowałoby ekstremalne temperatury przekraczające 1710 ° C. Mówią, że stworzyłoby to warunki niezbędne do powstania kwazikryształu w obszarze między śladami stopu aluminium z linii energetycznej a stopionym szkłem krzemianowym z piasku.

Zespół Steinhardta ma nadzieję, że odkrycie może doprowadzić do nowych technik syntezy kwazikryształów poprzez kontrolowane wyładowania elektryczne w laboratorium. Może to umożliwić naukowcom opracowywanie egzotycznych nowych właściwości, a nawet pomóc im lepiej identyfikować miejsca, w których można znaleźć naturalne kwazikryształy, zarówno na Ziemi, jak iw kosmosie.

Badania opisano w Proceedings of the National Academy of Sciences.

• Paul Steinhardt opisuje w swojej książce swoją podróż na Syberię w poszukiwaniu kwazikryształów Drugi rodzaj niemożliwego: niezwykłe poszukiwanie nowej formy materii, który był zrecenzowano w Świat Fizyki.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://physicsworld.com/a/quasicrystal-found-in-fossilized-lightning/