Изключително рядък и необичаен вид кристал, който е смятан за невъзможен, е идентифициран в парче метеорит от Сибир, съобщава NewScientist. Заради странно повтарящата му се структура, в продължение на години учените са смятали, че квазикристалите може да се създадат само изкуствено.
Сега откритието, описано в статия, публикувана в Nature Scientific Reports, отбелязва третото регистриране на странния материал в естествен вид.
"Невъзможните" кристали
До 80-те години на миналия век се смяташе, че всички тела в природата може да бъдат разделени на две коренно противоположни, рязко различаващи се групи:
|
Кристални тела
|
Аморфни тяла
|
|---|---|
 Кристалната решетка на кварц SiO2 |
 Молекулярна схема на стъкло SiO2 |
| Илюстрации: Sólido amorfo | |
|
подредена структура, повтаряща се в в трите пространствени измерения навсякъде в материала
|
липсва подредена структура, без определени форми и повърхности.
|
|
анизотропни - имат различни свойства в различни направления
|
изотропни
|
|
точно определена температура на топене или кристализация
|
няма точна температура на топене, а материалът постепенно се размеква.
|
Това разделение на структурата на твърдите вещества е продължило почти до края на ХХ век, когато е открит един не съвсем подреден кристал - квази-(от лат. quasi - мним, не съвсем) кристал - междинна форма между аморфна и кристална и със "забранена" симетрия - 5 и над 6-ти порядък и с непериодична структура.
Но през 1982 г. израелският учен Даниел Шехтман (Shechtman) и негови сътрудници, извършвайки рутинно изследване на бързоохлаждаща се сплав от алуминий и манган Al6Mn, получават нетипична дифракционна картина с ротационна симетрия от 5-ти порядък, която противоречи на класическата кристалография и е смятана досега за невъзможна.
По-късно обаче били открити други квазикристали с различен състав и различни симетрии - от пети, седми и по-висши редове. Вече по-прецизни експерименти разсеяли всякакви съмнения и доказали, че симетрията на квазикристалите е на всички нива, чак до атомите . Това е наистина нова структура на организация на материята.
Структура на решетката на квазикристал.
Квазикристалната зараза от космоса
От 1984 г. насам са получени в лабораторни условия повече от 100 квазикристали и се смяташе, че естественото им образуване е невъзможно, тъй като структурата им е изключително нестабилна.
Пол Щайнхард (Paul Steinhardt) от Принстънския университет обаче упорито търси квазикристали в природата като прогнозира съществуването им още през 80-те.
Метеоритът от Чукотка - първият природен образец на квазикристал. Снимка: Paul J. Steinhardt
За първи път природни квазикристали са намерени в планините Коряк в Чукотка, в Даления Изток на Русия. През 1979 г. руски геолог е изпратен да търси платина в глинестото корито на приток на река Хатирка. Той не успял да намери платина, но се върнал с "няколко скални отломъка с метални фази". Пробата квазикристал е сред тях. Тези първи находки предизвикват вълна на интерес към далечните планини.
През 2010 г. Пол Щайнхард изказва предположението, че камъкът, в който е намерен квазикристала е метеорит. Дори успява да идентифицира метеорита - въглероден хондрит CV3, много древен метеорит, образуван заедно със Слънчевата система преди около 4,5 милиарда години.
Трети модел на квазикристал
Кристалът, описан в новата публикация, е анализиран от изследователи от Университета на Флоренция, Калифорнийския технологичен институт и Принстън.
Идентифициран е в същият метеорит от района на река Хатирка в Далечния изток.
Екипът открива един малък участък квазикристал, само около 0,4 мм широк, след сканиране на метеорита с помощта на сканиращ електронен микроскоп. Два образеца природен квазикристал са намерени по-рано в същия метеорит, но са други модели.
Новият образец има симетрия на икосаедър - правилен многостен с 20 стени, всяка от които е равностранен триъгълник.
Минералът е получил наименованието "126A". Той има тъмно сив цвят с видими отразяващи метални фрагменти. Той също се състои от алуминий, мед и желязо, но съотношението на тези елементи във всеки от трите модела е различно. Освен това находката е първият образец, открит в природата преди да се синтеза в лаборатория. Специализираният софтуер, който се използва от изследователите не можа да индексира модела на минерала в нито една съществуваща кристална система.
Как квазикристалите се формират в един метеорит остава загадка.
Учените предполагат, че образуването на необичайната симетрия е в резултат на сблъсък на две небесни тела, които предизвикват неравномерно разпределение на налягане и температура. В някои части на метеорита, тези цифри са достигали 5 GPa и 1200 градуса по Целзий.
Намирането на нов пример в природата ни позволява да продължим да пишем рецепти за създаване на нови квазикристали от нулата, коментира Щайнхард.
