Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 27.07.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

В России обнаружен второй квазикристалл внеземного происхождения

В России обнаружен второй квазикристалл внеземного происхождения
shortstoryf

Команда учёных из Принстонского университета совместно с коллегами из Флорентийского университета смогли обнаружить квазикристалл — твёрдое тело, характеризующееся симметрией, запрещённой в классической науке о кристаллах и их структуре. Эта структура была выявлена в метеорите возрастом 4.5 миллиарда лет, обнаруженный в отдалённой северо-восточной части России. Совместно с этим образцом, общее количество обнаруженных квазикристаллов теперь равняется двум. В 2009 году те же исследователи из Принстонского университета обнаружили первый в мире квазикристалл. До этого времени в кристаллографии считалось, что кристаллы с такой симметрией слишком хрупки и энергетически неустойчивы, чтобы у них была возможность сформироваться с помощью естественных процессов.

«Открытие второго природного квазикристалла даёт нам подтверждение, что эти материалы могут сформировываться в природе, и устойчивы даже не в течение столетий и тысячелетий, а по космическим меркам», — Пол Штейнхардт, профессор физических наук из Принстонского университета.

Согласно Штейнхардту, это открытие говорит о возможности формирования и существования в природе других типов квазикристаллов. Вообще, впервые искусственные квазикристаллы наблюдались в экспериментах по дифракции электронов. Сами по себе эти тела очень твёрдые, имеют низкий коэффициент трения и обладают низкой теплопроводностью, поэтому они являются хорошими компонентами в производстве всевозможных защитных покрытий .начиная от самолётов и заканчивая защитой от пригорания посуды на плите.

Квазикристаллы

Вверху показан первый обнаруженный в природе квазикристалл, обладающий 5-ти мерной симметрией. Внизу показан второй квазикристалл, обладающий 10-ти мерной симметрией. Источник: Paul Steinhardt et al.

Этот, недавно обнаруженный квазикристалл, который ещё не получил своего постоянного имени, обладает структурой, которая напоминает плоские 10-ти сторонние диски, сложенные в стопки. Такой тип кристаллической структуры совершенно невозможен в обычных материалах, в которых атомы упакованы плотно друг к другу в виде упорядоченного и повторяющегося шаблона. Простым людям, таким, как мы с вами, различие между кристаллами и квазикристаллами можно попытаться понять следующим образом: представьте себе пол, который надо покрыть плиткой; плитка, которая представляет собой шестиугольник и имеет шесть сторон, может быть вся аккуратно уложена и покрыть весь пол; а вот если она является 5-ти сторонней или 10-ти сторонней, то выложенная на полу такая плитка продемонстрирует нам пропуски и не сможет полностью закрыть весь пол своей структурой, такая плитка как бы говорит нам — я не кристалл, но в тоже время я и не случайна. Поэтому эти структуры и получили такое название — квазикристаллы (как бы кристаллы).

Как уже говорилось  выше, кристаллы с запрещённой симметрией были созданы в лабораторных условиях, но в 2009 году поступило сообщение об обнаружении первого естественного квазикристалла, который теперь известен под названием икосаэдрит (icosahedrite). Он был так же обнаружен в России на Чукотке. Чтобы подтвердить, что этот первый квазикристал, который обладает пятикратной симметрией в виде кожаной обшивки футбольного мяча, имеет действительно естественное происхождение, Штейнхардт и команда геологов из Российской академии наук, вернулись на место его обнаружения и собрали новые образцы, которые были в дальнейшем проанализированы в Флорентийском университете и других научных центрах. Исследователи подтвердили, что тот квазикристалл образовался во внеземном теле, которое сформировалось приблизительно 4.57 миллиарда лет назад, что относится ко времени формирования Солнечной системы.

У нового квазикристалла, который был обнаружен в другом зерне того же самого метеорита, присутствует 10-ти кратная или декагональная симметрия. Он составлен из алюминия, никеля и железа, которые обычно не обнаруживаются совместно в пределах одного и того же минерала, поскольку алюминий быстро реагирует с кислородом, блокируя присоединение к никелю и железу. Теперь исследователи пытаются понять то, как этот минерал образовался.

«Мы знаем, что здесь было падение метеорита, и что температура при этом была приблизительно 1000-1200 градусов Кельвина, и что давление было в сто тысяч раз больше, чем атмосферное, но этого недостаточно, чтобы позволить увидеть нам все детали. Мы хотим знать, являются ли всё-таки квазикристаллы редким явлением или нет, и могли ли они сформироваться в других звёздных системах», — заключает Штейнхардт.

Изображение
Второй квазикристалл

Снимок электронного микроскопа структуры второго обнаруженного в природе квазикристалла. Источник: Paul Steinhardt et al.

По информации Принстонского университета.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google