Квазикристаллы Из Википедии "Квазикристалл — твёрдое тело, характеризующееся симметрией, запрещённой в классической кристаллографии, и наличием дальнего порядка. Обладает наряду с кристаллами дискретной картиной дифракции."
На рисунке: Атомная модель Ag-Al квазикристалла
Видим, что нет периодичности в расположении атомов, как это бывает в кристаллах.
"Квазикристаллы наблюдались впервые Данoм Шехтманом в экспериментах по дифракции электронов на быстроохлаждённом сплаве Al
6Mn, проведенных 8 апреля 1984 года, за что ему в 2011 году была присвоена Нобелевская премия по химии. Первый открытый им квазикристаллический сплав получил название «шехтманит» (англ. Shechtmanite)"
" Полученная картина дифракции содержала типичные для кристаллов резкие (Брэгговские) пики, но при этом в целом имела точечную симметрию икосаэдра, то есть, в частности, обладала осью симметрии пятого порядка, невозможной в трёхмерной периодической решётке."
Икосаэдр
"В настоящее время известны сотни видов квазикристаллов, имеющих точечную симметрию икосаэдра, а также десяти-, восьми- и двенадцатиугольника."
"«Правила сборки»
Многомерное описание не даёт ответа на вопрос о том, как локальные межатомные взаимодействия могут стабилизировать квазикристалл. Квазикристаллы обладают парадоксальной с точки зрения классической кристаллографии структурой, предсказанной из теоретических соображений (мозаики Пенроуза). Теория мозаик Пенроуза позволила отойти от привычных представлений о федоровских кристаллографических группах (основанных на периодических заполнениях пространства)."
"Получение квазикристаллов затрудняется тем, что все они либо метастабильны, либо образуются из расплава, состав которого отличается от состава твёрдой фазы "
"Породы с природными Fe-Cu-Al-квазикристаллами найдены на Корякском нагорье в 1979 году. Однако только в 2009 году учёные из Принстона установили этот факт. В 2011 году они выпустили статью[4], в которой рассказали, что данный квазикристалл имеет внеземное происхождение. Летом того же 2011 года в ходе экспедиции в Россию минералоги нашли новые образцы природных квазикристаллов."
http://www.vesti.ru/doc.html?id=688052&cid=2161 статья "Уникальный русский минерал оказался внеземным"
Далее - фрагменты интервью радиостанции Вести ФМ доктора технических наук, материаловеда Валентин Крапошина
http://radiovesti.ru/episode/show/episode_id/17402 "Кропошин: Если вы на решетку, на обычную сетку бросите свет, то если размер этих ячеечек в решетке близок к длине волны падающего света, то вы не увидите решетку, насквозь она не просветит, а увидите так называемую дифракционную картину - набор светлых и темных пятен. В школе это проходят - интерференция и дифракция.
Кузичев: Так.
Крапошин: А здесь мы бросаем не свет, а рентгеновский свет. Ведь рентгеновское излучение - это тоже свет, только длина волны там не полмикрона, а пять тысячных микрона, вот так. И тогда бросаем их на кристаллическую решетку металла или любого кристалла и получаем дифракцию, картину дифракционную, которую ее фотографируем, и по ней, там измеряя все, что нужно измерять, мы узнаем, как устроена кристаллическая решетка. И поэтому там сразу расположение пятен на фотопленке будут в виде квадрата, треугольника или шестиугольника, другого быть не может. А у Дэниэла Шехтмана - пятиугольник, очень красивая электронограмма. И еще раз говорю: он просто огромное сделал, он отважный человек, он опубликовал эту работу.
Долгин: И ему сразу не поверили, кажется, да?
Крапошин: Ему пришлось взять в соавторы трех людей - авторитетных профессоров из Англии, Франции, математика взять им пришлось. Первая публикация - четыре человека. Он фактически, Нобелевскую премию ему дали за одну статью 1984 года. В этой статье четыре автора, но Нобелевский комитет правильно во всем хорошо разобрался, и дали ему одному".
"Крапошин: Да. Он открыл это в сплаве алюминия с марганцем. Он хотел (то, что мы говорили в первой части), хотел сделать металлическое стекло в сплаве алюминия с марганцем. Значит, он его выплавил, вылил струечку на медный барабан, как все делают, думал, что получит стекло, то есть отсутствие дифракционной картины, снял на рентгенограмму и ужаснулся: там было пять пятен, значит, вместо шести или четырех. И тогда весь мир, значит, перевернулся. Сейчас это одно из интереснейших направлений в области физики конденсированного состояния и материаловедения: как это так, ось пятого порядка, хотя она запрещается теоремой, я подчеркиваю, не какими-то там, а теоремой Пифагора запрещается.
Ицкович: Ну и как она тем, если она запрещается? Вот запрещается, а она есть. Это же безобразие, в конце концов!
Крапошин: Это безобразие, совершенно правильно вы определили, это полное безобразие. Математики там налетели, придумали специальную... Кстати, математика, она идет впереди физики и химии лет на 50-70 всегда в среднем, поэтому у математиков уже было готов узор Пенроуза. Пенроуз - это фамилия английского математика, который давно показал, как можно плоскость заполнить так, чтобы не было периодичности. И он это показал."
"Долгин: А в квазикристаллах именно такая ситуация? То есть отсутствует периодичность?
Крапошин: Ну, теоретики и предположили, что поскольку действительно здесь случился вообще огромный конфликт, потому что сам вид интертрадиционной картины вот этой дифракции говорит о том, что вещество уложено однородно, высокосимметрично - все как положено в кристаллах. Более того, их само поведение внешнее - как они ведут себя при нагреве, как они выглядят, в какой форме они кристаллизуются - они ведут себя как обычные кристаллы, кроме одного: они дают вот эту... нарушают теорему Пифагора полностью.
Кузичев: Ага...
Долгин: То есть нигде в свойствах эта специфика не отражается?
Крапошин: Да-да. У них есть сильное отличие в свойствах тоже, над ним работают отдельно физики, отдельно работают. У меня недавно защитился аспирант из матнауки как раз по поводу, объясняющее аномалию свойств, магнитную аномалию. У них есть магнитная аномалия, есть электрическая аномалия. ... Это все связано с особой структурной укладкой атомов. И поэтому я и сказал, и вот продолжаю считать, что хотя сами эти объекты пока серьезного практического применения не нашли, но сам факт их существования в конструкции нашей Вселенной (или некоторые говорят "создатель Вселенной") указал нам, что есть другие принципы организации структуры вещества. Вот это самое главное достижение вот этого открытия.".
Далее - из темы "Множественность миров по Эверетту" Астрофорума
"Примерно то же самое происходит с ростом квазикристаллов. Квазикристаллы складываются из таких конфигураций атомов и молекул, которые дают глобальный минимум энергии, но найти этот минимум путём последоватедовательных присоединений - невозможно. Атомы и молекулы находят эти свои положения, будучи нелокализованными (то есть, пребывая в суперпозиции состояний), но одно из этих состояний или конфиураций (вернее, небольшая область в пространстве возможнотей) каким-то образом "выигрывает конкурс" на минимум энергии среди всех остальных конфигураций." (Дрюша, 2007 год)
http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,16906.msg506902.html#msg506902
(ссылку скопировать полностью)
То есть атомы в квазикристаллах как-то находят положения, соответствующие минимуму энергии...
- участник сейчас на форуме
- участник вне форума