Einer der seltensten Kristalle der Erde wurde in einem russischen Meteoriten gefunden

Bildnachweis unten

Physiker haben in einem russischen Meteoritenstück einen äußerst seltenen Quasikristall entdeckt und es ist erst das dritte Mal, dass wir eines dieser seltsamen Materialien in der Natur gesehen haben.

Diese aus dem Weltall stammenden Kristalle sind nicht nur wegen ihrer Seltenheit unglaublich, sondern ihre atomare Struktur ist auch so eigenartig, dass ihre Existenz jahrzehntelang abgetan wurde 'unmöglich' , und sie kosteten den Wissenschaftler, der sie zuerst entdeckte, seinen Job.

Dieses neue Quasikristallexemplar wurde von einem Team unter der Leitung des Geologen Luca Bindi von der Universität Florenz in Italien gefunden.



Sie hatten ein winziges Meteoritenkorn untersucht, das vor fünf Jahren in der Chatyrka-Region im Fernen Osten Russlands einschlug, und darin ein nur wenige Mikrometer großes Stück Quasikristall identifiziert.

Dies ist der dritte Quasikristall, der bisher in den Körnern dieses bestimmten Meteoriten gefunden wurde, was darauf hindeutet, dass es da draußen möglicherweise noch mehr gibt, und zwar mit noch seltsameren Strukturen.

„Ermutigend ist, dass wir bereits drei verschiedene Arten von Quasikristallen im selben Meteoriten gefunden haben, und dieser neue hat eine chemische Zusammensetzung, die noch nie bei einem Quasikristall beobachtet wurde“, sagte einer der Teammitglieder, Paul Steinhardt von der Princeton University, erzählte Becky Ferreira von Motherboard.

„Das deutet darauf hin, dass es noch mehr zu finden gibt, vielleicht mehr Quasikristalle, von denen wir vorher nicht wussten, dass sie möglich sind.“

Wenn Sie sich fragen, was zum Teufel ein Quasikristall ist: Er besteht aus einer völlig einzigartigen Atomstruktur, die im Grunde die symmetrischen Eigenschaften eines Kristalls und das Chaos eines amorphen Festkörpers vereint.

Reguläre Kristalle wie Schneeflocken, Diamanten und Speisesalz bestehen aus Atomen, die in nahezu perfekter Symmetrie angeordnet sind.

Polykristalle, darunter die meisten Metalle, Gesteine ​​und Eis, weisen eher zufällige und ungeordnete Strukturen auf, genau wie amorphe Feststoffe wie Glas, Wachs und viele Kunststoffe.

Bereits 1982 schlug der israelische Chemiker Daniel Shechtman vor, dass in der Natur eine andere Art von Atomstruktur existieren könnte – eine seltsame, halbgeordnete Form der Materie mit einer Atomstruktur, die nirgendwo sich wiederholende Muster aufweist.

Als er etwas davon in einer Probe synthetischen Materials fand, die er im Labor hergestellt hatte, sagte er sich angeblich , „Eyn chaya kao“, was auf Hebräisch „Es kann kein solches Geschöpf geben“ bedeutet.

Shechtman wurde für seine Entdeckung 2011 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet, allerdings nicht vor seiner Entdeckung lachte buchstäblich aus seinem Labor und von seinen Kollegen jahrzehntelang verspottet, weil er es wagte, etwas so Absurdes wie eine halbgeordnete Struktur vorzuschlagen.

Der Grund, warum Quasikristalle so unwahrscheinlich sind, liegt darin, dass seit fast zwei Jahrhunderten Man ging davon aus, dass die perfekte Symmetrie in Atomstrukturen einem sehr strengen Regelwerk folgt.

Bevor die Existenz von Quasikristallen bestätigt wurde, gingen Wissenschaftler davon aus, dass eine Struktur, die eine sich wiederholende, symmetrische Struktur aufweisen soll, eine von vier Arten von Rotationssymmetrie aufweisen könnte: zweifache, dreifache, vierfache oder sechsfache .

Quasikristalle verstießen gegen diese Regel, da sie eine kristallähnliche Struktur mit einer fünfzähligen Rotationssymmetrie haben.

Wie Pat Theil, leitender Wissenschaftler am Ames Laboratory des US-Energieministeriums, sagte: gegenüber PBS erklärt Wenn Sie Ihren Badezimmerboden mit perfekt mosaikartigen Fliesen belegen möchten, können diese nur Rechtecke, Dreiecke, Quadrate oder Sechsecke sein. Jede andere einfache Form funktioniert nicht, da sie eine Lücke hinterlässt.

Quasikristalle sind wie fünfeckige Kacheln – sie können nicht wie Quadrate oder Dreiecke mosaikartig angeordnet werden, sondern andere atomare Formen rücken hinein, um die Lücken zu füllen, etwa so:

J.W. Evans, Ames Laboratory, US-Energieministerium

Ein Beispiel hierfür sehen Sie auch im Bild oben auf der Seite.

Und hier ist ein tatsächliches Bild des neu entdeckten Quasikristalls mit fünfzähliger Symmetrie:

Paul Steinhardt

Obwohl Quasikristalle in der Natur – oder zumindest auf der Erde – unglaublich selten zu sein scheinen, sind sie im Labor eigentlich ganz einfach herzustellen, und synthetische Quasikristalle werden mittlerweile in alles eingebaut Bratpfannen bis hin zu LED-Leuchten .

Als die Forscher die Zusammensetzung des neuen Quasikristalls untersuchten, bestätigten sie, dass er aus einer Kombination von Aluminium-, Kupfer- und Eisenatomen bestand, die alle wie ein Fünfeckmuster angeordnet waren auf einem Fußball .

Dies ist das erste Mal, dass diese besondere Zusammensetzung jemals in der Natur gefunden wurde, was darauf hindeutet, dass wir immer noch erst am Anfang des Verständnisses dieser bizarren Form der Materie stehen.

Die Forschung wurde beschrieben in Wissenschaftliche Berichte.

Bildnachweis oben: Quasikristalline Atomstruktur (L): Talapin et al; Synthetischer Quasikristall (R): US-Energieministerium

Über Uns

Die Veröffentlichung Unabhängiger, Nachgewiesener Fakten Von Berichten Über Gesundheit, Raum, Natur, Technologie Und Umwelt.