Десятиліттями вчені вважали квазікристали неможливими. Звичайні кристали характеризуються розташуванням повторюваних атомів — у потрійній чи чотирикратній симетрії, — але квазікристали можуть містити п’ятикратну симетрію, яка не є точно повторюваною (отже, квазі), а натомість заповнює проміжки неп’ятикутною формою. Іншими словами, вони справжні дивацтва кришталевого світу.
Насправді вони вважалися неможливими, поки ізраїльський учений Даніель Шехтман не побачив їх під мікроскопом 8 квітня 1982 року. Тоді він навіть сказав, що «не може бути такої істоти». Наукова спільнота була настільки впевнена, що цей екзотичний клас матеріалів не може існувати, що Шехтман зіткнувся з широкою критикою — його навіть попросили залишити Національний інститут стандартів і технологій США, лабораторію в Гейтерсбурзі, штат Меріленд, де він зробив відкриття. На щастя для Шехтмана, виправдання прийшло у вигляді Нобелівської премії з хімії в 2011 році. Відтоді вчені навіть знайшли деякі (але не так багато) квазікристали в природі.
«Це народилося як парі з колегою, який сказав, що це не спрацює, але я сказав, чому б не спробувати, це може бути цікаво», — сказав фізик університету Париж-Сакле Джузеппе Фоффі New Scientist.
Фоффі виграв парі. Результати знаходяться в документі, який очікує експертної перевірки на сервері препринтів arXiv.
Вчені знали про квазікристали нанометрового чи мікрометрового розміру, але Фоффі хотів побачити, чи зможе він створити квазікристал майже в 1000 разів більший. Для цього його команда використала 4000 маленьких кульок розміром 2,4 або 1,2 міліметра, розкладених у неглибокій коробці. Після використання комп’ютерного моделювання, щоб визначити точну комбінацію сфер для використання, команда вібрувала коробку зі сферами при 120 герц протягом 170 годин. Згодом ці сфери вирівнялися у квазікристалічній формі, схожій на кахельну підлогу, де візерунок ніколи не повторюється.
Розуміння того, як утворюються ці структури, надзвичайно важливо, оскільки квазікристали можуть мати широкий спектр різних можливостей. Відповідно до NPR, квазікристали можуть змінюватись залежно від свого напрямку, наприклад, так що одна структура є чудовим провідником, а інша – поганим. Їх також можна знайти в усьому, від антипригарних сковорідок до хірургічного обладнання.
Розуміння внутрішньої роботи цих матеріалів, які колись вважалися неможливими, може відкрити ще більше інновацій. Джерело