Quasicristal găsit în „fulgerul fosilizat”

Un cvasicristal care s-a format probabil printr-o descărcare electrică puternică printr-o dună de nisip a fost găsit de cercetători din SUA și Italia. Echipa, condusă de Paul Steinhardt de la Universitatea Princeton, speră că descoperirea lor ar putea duce la dezvoltarea de noi tehnici pentru crearea de cvasicristale artificiale și să ajute oamenii de știință să găsească alte mostre naturale.

Cvasiccristalele sunt materiale solide cu structuri atomice care au o ordine pe distanță lungă, dar le lipsește simetria translațională găsită în cristalele obișnuite. În schimb, ele prezintă doar simetrie rotațională, iar acest aranjament curios oferă cvasicristalelor o gamă de proprietăți mecanice, electrice și optice exotice. Cândva crezut imposibil, cvasicristalele au fost identificate pentru prima dată în 1982 și de atunci au fost dezvoltate mai multe tehnici diferite pentru sintetizarea acestor materiale – inclusiv depunerea de vapori și stingerea lentă a stărilor lichide.

În natură, totuși, condițiile necesare pentru a genera cvasicristale sunt excepțional de rare și primul eșantion natural a fost identificat de Steinhardt și colegii săi în 2009. Ceea ce a urmat a fost o expediție în Siberia condus de Steinhardt, căutând sursa acelei probe și confirmând că aceasta a fost parte dintr-un meteorit.

„Fulger fosilizat”

Odată ce s-a stabilit că cvasicristalele există în natură, cursa a început să găsească noi exemple. Acum, Steinhardt și colegii săi au descoperit un nou tip de cvasicristal într-un eșantion de fulgurit. Denumite „fulger fosilizat”, fulguritele sunt tuburi de material topit create atunci când un curent electric mare trece prin nisip. Eșantionul lor provine din Sand Hills din nord-centrala Nebraska și a fost descoperit în apropierea unei linii electrice doborâte, care a contribuit cu urme de metal la eșantion.

Cu compozitia chimica Mn_72.3Si_15.6Cr_9.7Al_1.8Ni_0.6, cvasicristalul se afla într-un bob de mărime milimetrică prins în interiorul fulguritului. Acolo, cvasicristalul a coexistat cu o rețea cubică mai convențională. Cvasicristalul are straturi atomice egal distanțate, fiecare cu o simetrie de rotație de 12 ori - ceva care este imposibil în cristalele obișnuite cu simetrie translațională.

Condensul Bose-Einstein cvasicristalin oferă o privire asupra fizicii în dimensiuni superioare

Studiind eșantionul, Steinhardt și colegii au putut să pună laolaltă indicii despre formarea acestuia. Ei cred că cvasicristalul s-a format probabil în timpul unei descărcări electrice puternice prin nisip. Acesta ar fi putut fi rezultatul unei linii electrice doborâte, al unui fulger sau al unei combinații a ambelor. Indiferent de sursa sa, descărcarea ar fi generat temperaturi extreme mai mari de 1710 °C. Acest lucru, spun ei, ar fi creat condițiile necesare pentru ca un cvasicristal să se formeze în regiunea dintre urmele de aliaj de aluminiu de la linia electrică și sticla de silicat topită din nisip.

Echipa lui Steinhardt speră că descoperirea sa ar putea duce la noi tehnici pentru sinteza cvasicristalelor prin descărcări electrice controlate în laborator. Acest lucru ar putea permite cercetătorilor să creeze noi proprietăți exotice și chiar îi poate ajuta să identifice mai bine locurile în care pot fi găsite cvasicristale naturale, atât pe Pământ, cât și în spațiu.

Cercetarea este descrisă în Proceedings al Academiei Nationale de Stiinte.

• Paul Steinhardt descrie călătoria sa în Siberia în căutarea cvasicristalelor în cartea sa Al doilea tip de imposibil: căutarea extraordinară a unei noi forme de materie, Care a fost revizuit în Lumea fizicii.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/quasicrystal-found-in-fossilized-lightning/