B.六月的Ack,爱荷华州Ames实验室的研究人员宣布了一组新的稀土准晶的发现- 一个不寻常的晶体材料,原子结构拥有永不重复自己的规则模式。他们相似在中世纪伊斯兰结构中发现的复杂马赛克瓷砖从技术上讲,它介于水晶和玻璃之间。这项最新的工作在著名的杂志上得到了突出的报道天然材料- 在大型媒体景观中留下了但几乎没有地拍摄的昙花一现。它似乎并不是很重要的。
现在,你看,准晶体它们几乎很常见,有100多个品种在实验室中定期合成,用于外科器械、LED灯和不粘锅(它们是极好的绝缘体,因为它们的导热性很差)。但有一段时间,人们认为它们不太可能存在,以至于发现它们的人以色列物理学家丹尼尔·谢赫特曼(Daniel Schechtman)的想法遭到同事们的嘲笑,甚至被要求离开他在以色列理工学院的研究小组。
这是因为这种原子排列直到20世纪80年代才被认为是不可能的。晶体的定义假设原子以周期性的模式精确对称排列,并在三维晶格中反复重复。相比之下,准晶体显然遵循数学规则,但每个细胞的大小略有不同这种不寻常的结构赋予准晶一些非常不寻常的性质。
1982年4月8日,Schechtman在结晶样品(铝 - 锰合金)上通过电子显微镜进行凝视,并注意到原子以奇怪的非周期性图案排列。这不应该是可能的。一个好的比喻会是试图用瓷砖铺浴室地板:如果瓷砖要装配在一起而不留下任何间隙或重叠,则只能采用某些对称形状(三角形、正方形或六边形)。大自然决定,除了准晶,具有五倍对称性的五边形不会起作用可以工作。你只需要用其他种类的原子形状填补空白来粘在一起。
即使是舍赫特曼一开始也不相信自己的眼睛。他在实验室笔记本上适时地记录下了他的观察结果,并在记号旁边打了三个问号,据说他用希伯来语自言自语道艾恩查亚卡佐“(”没有这样的生物“)。尽管与同事推动,但他坚持不懈他的发现最终出现在身体检查信件。二十年后,这篇论文是最常被引用的10个网站之一在该杂志的历史上,引发了结晶学的革命。最终,科学家们在实验室里找到了如何生长准晶的方法,剩下的就是历史了。谢赫特曼赢了2011年诺贝尔化学奖感谢他的发现。
他在他的实验室笔记本中录制了观察,有三个问号,据称在希伯来语中嘀咕着嘀咕着,“eyn chaya kazo”(“没有这样的生物”)。
直到2010年,有人在俄罗斯科里亚克山脉深处采集的岩石中发现了一种天然准晶。这个人就是物理学家保罗·斯坦哈特,他在1984年开始了他的研究,他在各种各样的岩石博物馆藏品中寻找这种非周期结构的证据。2007,他终于在佛罗伦萨大学的卢擦斌迪的一个藏品中发现了这样一个标本。根据他的质谱分析结果,他得出结论,该样本一定来自坠落到地球上的陨石。
这是一个有趣的假设,即使不太可能,但斯坦哈特需要证据证明样本确实来自科里亚克山脉。他的任务显然涉及“秘密日记,走私者,黄金探矿者和熊,“在其他尚未曝光的情节转折中,他最终找到了最初在1979年发现样本的人:瓦莱里·克里亚奇科(Valery Kryachko)(他实际上一直在淘金,但在这一点上空手而归)。
哪里有一个自然发生的拟言论,肯定必须有其他人,对吧?这是Steinhardt的推理,他在俄罗斯山区形成了探险,克里乔科作为一个导游,在几辆拖拉机的一辆拖拉机里爬过冰冻的苔原。值得努力:他们确实发现更多的样品含有拟Crystals。由于该地区不具备在陆地上产生准晶所需的极端条件,Steinhardt认为这支持了他的假设,即准晶来自外层空间。他用钉子钉住绳子撞击的可能日期约为15000年前,基于局部沉积物样品。
事实上,Steinhardt认为,远非稀有和异国情调,可能已经是在太阳系中形成的第一个矿物之一它提醒我们,什么是普遍的,什么是不可能的,都与背景有很大关系,即使是像石头一样坚固的东西。
Jennifer Ouellette是一名科学作家和作者微积分日记以及即将到来的我,我自己,为什么:寻找自我的科学.在推特上关注她@JenLucPiquant。