I fisici hanno trovato un rarissimo quasicristallo in un pezzo di un meteorite caduto in Russia. La scoperta è così rara che questa è solo la terza volta che tale materiale è stato incontrato dagli scienziati in natura. Tuttavia, l'unicità di tali cristalli non è dovuta solo alla loro rarità. Il fatto è che hanno una struttura simmetrica così particolare che per decenni la scienza ha considerato la loro esistenza "impossibile".
Il nuovo quasicristallo è stato scoperto da un team di geologi guidato da Luca Bindi dell'Università di Firenze (Italia). Gli scienziati hanno esaminato un pezzo di un meteorite caduto nel villaggio russo di Khatyrka nella regione di Anadyr del Chukotka Autonomous Okrug della Russia cinque anni fa e vi hanno trovato un quasicristallo di soli pochi micrometri.
Va notato che questo è già il terzo quasicristallo scoperto nello stesso meteorite, il che potrebbe suggerire che potrebbero esserci strutture ancora più strane.
“La buona notizia è che abbiamo già trovato tre diversi tipi di quasicristalli nello stesso meteorite. Quest'ultimo ha una struttura chimica unica mai vista prima nei quasicristalli , afferma Paul Steinhardt della Princeton University, uno degli scienziati coinvolti nello studio.
"Questo suggerisce che altri tipi di quasicristalli potrebbero nascondersi in un meteorite, come in natura".
I quasicristalli stessi hanno una struttura unica, caratterizzata dalla simmetria proibita dalla cristallografia classica e dalla presenza di un ordine a lungo raggio. In altre parole, la simmetria dei quasicristalli è presente a tutte le scale, fino all'atomica, dimostrando così una nuova organizzazione strutturale della materia.
Cristalli comuni trovati negli stessi fiocchi di neve, diamanti e sale da cucina sono composti da atomi che formano una simmetria quasi perfetta. I policristalli, che si trovano nella maggior parte dei metalli, rocce, ghiaccio e solidi amorfi come il vetro, la cera e la maggior parte delle plastiche, tendono ad essere più caotici e disordinati.
La presenza in natura di un altro tipo di struttura atomica - una strana forma semi-ordinata di materia in cui la struttura atomica visualizzata ha una simmetria puntuale - è stata dimostrata nel 1982 dal fisico israeliano Dan Shechtman.
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Quando Shekhtman scoprì un quasicristallo in un campione di una lega di alluminio che creò in laboratorio, lo scienziato all'inizio non credette ai suoi occhi, dicendo a se stesso: "Questo non può essere". Lo scienziato ha fatto la sua scoperta nel 1982. Nei decenni successivi, ha cercato due volte di pubblicare i risultati del suo lavoro su riviste scientifiche, ma è stato rifiutato. I colleghi hanno letteralmente riso dello scienziato, non credendo alla sua scoperta. Alla fine, l'articolo di Shekhtman è stato pubblicato in una forma molto abbreviata e scritto in collaborazione con altri eminenti scienziati. La ragione della sfiducia, ovviamente, era che per più di 200 anni i quasicristalli sono stati visti come qualcosa di estremamente incredibile. La loro presunta simmetria unica era considerata al di là delle regole tradizionali della cristallografia. Eppure Shechtman ha vinto il Premio Nobel per la Chimica nel 2011 per il suo lavoro.
È interessante notare che i fisici si sono incontrati con i quasicristalli molto prima della loro scoperta ufficiale. Gli scienziati li hanno erroneamente identificati come cristalli cubici con una grande costante reticolare (la dimensione di una cella unitaria cristallina). La cella unitaria, di regola, può essere rappresentata da forme diverse, ad esempio rettangolare, cubica, triangolare o esagonale, tuttavia, i quasicristalli hanno una struttura di ordine aperiodico: hanno cinque lati simmetrici, formando pentagoni, che a loro volta creano simmetria icosaedrica.
Patricia Thiel, ricercatrice senior presso il Department of Energy Ames Laboratory degli Stati Uniti, fornisce il seguente esempio:
“Diciamo che vuoi rivestire il tuo pavimento con tessere di mosaico. La piastrella ha linee rette perfette. Può essere rettangolare, triangolare, quadrato o esagonale. Tutte queste forme possono essere aggiunte insieme. Qualsiasi altra forma semplice non può essere piegata, perché rimarranno lacune e spazi. I quasicristalli sono come piastrelle pentagonali. Non possono connettersi come triangoli e quadrati. Tuttavia, in una tale struttura, le lacune sono riempite con atomi di altre sostanze, risultando, ad esempio, queste forme :
Ed ecco un'immagine della struttura di un quasicristallo appena scoperto con simmetria del quinto ordine:
Nonostante il fatto che i quasicristalli siano molto rari in natura (almeno sulla Terra), sono molto facili da creare in laboratorio. Al momento, i quasicristalli sintetici sono utilizzati in quasi tutto, dalla produzione di pentole alla produzione di lampade a LED.
Quando gli scienziati hanno studiato la composizione del nuovo quasicristallo, hanno confermato che è composto da una combinazione di atomi di alluminio, rame e ferro, combinati in forme pentagonali, come quelli che si trovano, ad esempio, sui palloni da calcio. In natura, una tale composizione di quasicristalli è stata scoperta per la prima volta. Tuttavia, il ritrovamento consente a n
NIKOLAY KHIZHNYAK
