物理学家在一块俄罗斯的陨石中发现了超稀有的准晶体,这是我们第三次在自然界中看到这些奇怪的材料之一。
这些晶体起源于外太空,不仅因为它们的稀有程度而令人难以置信 - 它们的原子结构是如此奇特,数十年来,它们的存在被视为“不可能的”,他们花了最初发现他们的工作的科学家。
这个新的准晶体标本是由意大利佛罗伦萨大学的地质学家卢卡·宾迪(Luca Bindi)领导的团队发现的。
他们一直在研究五年前降落在俄罗斯远东的哈蒂尔卡地区的一小陨石,并确定了内部的一块准晶体,只有几微米宽。
这是到目前为止这种特定陨石的晶粒中发现的第三个准晶体,这表明那里可能还有更多,甚至还有陌生的结构。
“令人鼓舞的是,我们已经在同一陨石中找到了三种不同类型的准晶体,而且这个新的具有化学成分,从未见过Quasicrystal,”该团队之一,来自普林斯顿大学的Paul Steinhardt,来自普林斯顿大学的Paul Steinhardt,在主板上告诉贝基·费雷拉(Becky Ferreira)。
“这表明还有更多可以找到的,也许我们以前不知道更多的准晶体。”
如果您想知道准晶体是什么,它们由一个完全独特的原子结构组成,基本上结合了晶体的对称特性和无定形固体的混乱。
普通的晶体,例如雪花,钻石和奶盐,由以近乎完美的对称性排列的原子组成。
包括大多数金属,岩石和冰在内的多晶体具有更随机和无序的结构,就像无定形固体一样,例如玻璃,蜡和许多塑料。
早在1982年,以色列化学家丹尼尔·谢赫特曼(Daniel Shechtman)提出,自然界中可能存在另一种原子结构 - 一种奇怪的,半阶的物质形式,其原子结构在任何地方都不会显示出重复的模式。
当他在实验室中创建的合成材料样本中发现一些据报道他告诉自己,在希伯来语中,“ Eyn Chaya Kao”(Eyn Chaya Kao)转化为“没有这种生物”。
Shechtman因发现的发现而被授予2011年诺贝尔化学奖从字面上嘲笑他的实验室几十年来,他的同龄人敢于提出这样的荒谬的结构。
准晶体之所以如此不可能,是因为近两个世纪,据信,原子结构中的完美对称性遵循一套非常严格的规则。
在确认了准晶体的存在之前,科学家认为,要以重复的对称结构生长结构,它可以表现出四种类型的旋转对称性:两倍,三倍,四倍或六倍。
准晶体打破了这一规则,因为它们具有晶体样结构,具有五倍的旋转对称性。
作为美国能源部AMES实验室的高级科学家Pat Theil,向PBS解释,如果您想用完美的镶嵌瓷砖覆盖浴室地板,它们只能是矩形,三角形,正方形或六角形。任何其他简单的形状都无法正常工作,因为它会留下差距。
准晶体就像五边形瓷砖一样 - 它们不能像正方形或三角形一样镶嵌,但是其他原子形状也可以填补空白,就像这样:
美国能源部AMES实验室JW Evans
您还可以在页面顶部的图像中看到一个示例。
这是带有五倍对称性的新发现的准晶体的实际图像:
保罗·斯坦哈特(Paul Steinhardt)
虽然准晶体在自然界似乎非常罕见 - 至少在地球上 - 它们实际上确实很容易在实验室中制作,而合成的准晶体现在正在内置在所有事物中煎锅到LED灯。
当研究人员检查了新的准晶体的组成时,他们确认它是由铝,铜和铁原子组合而成的,它们都像五角大楼的模式一样排列在足球上。
这是自然界中第一次发现这种特殊的构图,这表明我们仍然只依靠理解这种奇怪形式的物质的风口。
研究已在科学报告。
最高图像信用:准晶体原子结构(L):Talapin等;合成准晶体(R):美国能源部