科学家振动一盒粒子，形成了一种奇怪的新材料

数千个微小金属球在浅托盘中摇晃的镜头揭示了曾经被认为不可能的粒子排列。

法国巴黎萨克雷大学的一组物理学家首次观察到一种不寻常的有序与混沌的结合，称为“准晶体”，这种现象在毫米级的颗粒材料中自发出现。

如果说秩序之美，那么水晶就是优雅和吸引力的体现。

准晶体另一方面，科学家们否认存在的尴尬兄弟姐妹已经存在了很长时间。

然后在 20 世纪 80 年代初，对铝和锰合金的分析揭示了缺乏晶体无限周期性图案的有序材料的不可否认的特征。

这是伪晶体？ 一种打破对称规则的材料，对称规则被认为将原子的凝固排列限制为晶体或杂乱无章。

从那时起，准晶体就在各个地方出现了？从实验室到场到天堂之上。 虽然它还远不常见，但这种结构并不像物理学家曾经想象的那样被禁止，它是由各种尺度的粒子自发形成的，包括在容易通过摇动重新排列的物体之间。

这就提出了一些有趣的问题，涉及颗粒尺寸的限制以及正确种类的材料可能自组装成准晶体图案的条件。

从计算机模拟开始，研究人员确定了球体尺寸和小颗粒与大颗粒的比例之间的关系，从而构成了一种混合物，该混合物可能会陷入反映长程准晶体对称性的排列中。

这被用作实验的基础，该实验结合了 3,840 个两种不同直径的非磁性钢球？ 一个不到 2.4 毫米，另一半则大小？ 在一个浅容器中。

设置为每秒 120 次振动，除了使用映射粒子二维排列的装置拍摄振动之外，别无他法。

经过一周的推挤，研究人员很好地测量了大小金属珠的局部局部结构的外观，以及这些“瓷砖”随着时间的推移和在容器中重复的方式。

研究人员在他们的报告中指出，“一幅有趣的画面似乎出现了”，该报告目前位于预印本服务器上arXiv.com，等待同行评审。

“所需形状的瓷砖形成得非常快，这可能是由于它们有效的局部包装的结果。然而，全局对齐需要更多的集体重新排列，这似乎是罕见的事件。”

在小型原子级和更细粒度的毫米级系统中发现准晶体以类似的方式形成，这是该团队没有预料到的。 事实上，根据该研究的资深作者、理论物理学家朱塞佩·福菲 (Giuseppe Foffi) 的说法，该实验一切都是从一场赌注开始的。

“这是与一位同事打赌而诞生的，他说这行不通，但我说为什么不尝试一下，这可能会很有趣，”福菲告诉 新科学家的卡梅拉·帕达维奇-卡拉汉。

准晶体具有不寻常的对称性和长距离的奇特图案，可以有多种应用在绝缘和电子领域。

他们可能不具备水晶的所有完美外观，但这个笨拙的兄弟姐妹绝对有其独特的魅力。

这项研究发表于arXiv。