Ahli fizik menjumpai quasicrystal yang sangat jarang berlaku dalam sekeping meteorit yang jatuh di Rusia. Penemuan ini sangat jarang sehingga ini hanya kali ketiga bahan tersebut ditemui oleh saintis di alam. Namun, keunikan kristal tersebut bukan hanya disebabkan oleh kelangkaan mereka. Faktanya ialah mereka mempunyai struktur simetri yang pelik sehingga selama beberapa dekad sains menganggap kewujudan mereka "mustahil."
Quasicrystal baru ditemui oleh sepasukan ahli geologi yang diketuai oleh Luca Bindi dari University of Florence (Itali). Para saintis memeriksa sepotong meteorit yang jatuh di perkampungan Khatyrka di wilayah Anadyr di Okrug Autonomi Chukotka Rusia lima tahun yang lalu dan mendapati sebuah quasicrystal hanya berukuran beberapa mikrometer di dalamnya.
Harus diingat bahawa ini adalah kuasikristal ketiga yang ditemukan dalam meteorit yang sama, yang mungkin menunjukkan bahawa mungkin ada struktur yang lebih asing.
Berita baiknya ialah kita telah menemui tiga jenis quasicrystals dalam meteorit yang sama. Yang terakhir ini mempunyai struktur kimia yang unik yang belum pernah dilihat dalam quasicrystals,”kata Paul Steinhardt dari Princeton University, salah seorang saintis yang terlibat dalam kajian ini.
"Ini menunjukkan bahawa jenis quasicrystals lain mungkin bersembunyi di meteorit, seperti di alam."
Quasicrystals itu sendiri mempunyai struktur yang unik, yang dicirikan oleh simetri yang dilarang oleh kristalografi klasik dan adanya urutan jarak jauh. Dengan kata lain, simetri quasicrystals hadir pada semua skala, hingga atom, sehingga menunjukkan organisasi struktur jirim yang baru.
Kristal biasa yang terdapat di kepingan salji, berlian dan garam meja yang sama terdiri daripada atom yang membentuk simetri yang hampir sempurna. Polycrystals, yang terdapat di kebanyakan logam, batu, ais, dan pepejal amorf seperti kaca, lilin dan kebanyakan plastik, cenderung lebih kacau dan tidak teratur.
Kehadiran jenis struktur atom yang lain - bentuk bahan yang separuh tertib yang aneh di mana struktur atom yang dipaparkan mempunyai simetri titik - dibuktikan pada tahun 1982 oleh ahli fizik Israel Dan Shechtman.
Video promosi:
Ketika Shekhtman menemui sebuah quasicrystal dalam sampel aloi aluminium yang dia buat di makmal, pada mulanya saintis itu tidak mempercayai matanya, berkata kepada dirinya sendiri: "Ini tidak mungkin." Saintis membuat penemuannya pada tahun 1982. Selama beberapa dekad berikutnya, dia dua kali berusaha untuk menerbitkan hasil karyanya dalam jurnal ilmiah, tetapi dia ditolak. Rakan sejawat mentertawakan saintis itu, tidak mempercayai penemuannya. Akhirnya, artikel Shekhtman diterbitkan dalam bentuk yang sangat ringkas dan ditulis bersama dengan saintis terkemuka lainnya. Sebab ketidakpercayaan, tentu saja, adalah selama lebih dari 200 tahun, quasicrystals dipandang sebagai sesuatu yang sangat luar biasa. Simetri mereka yang dianggap unik dianggap melebihi peraturan kristalografi tradisional. Namun Shechtman memenangi Hadiah Nobel Kimia 2011 untuk karyanya.
Sangat menarik untuk diperhatikan bahawa ahli fizik bertemu dengan quasicrystals jauh sebelum penemuan rasmi mereka. Para saintis secara keliru mengenalinya sebagai kristal kubik dengan pemalar kisi besar (ukuran sel unit kristal). Sel unit, sebagai peraturan, dapat diwakili oleh berbagai bentuk, misalnya, segi empat tepat, kubik, segitiga atau heksagon, tetapi kuasikristal mempunyai struktur susunan aperiodik - mereka mempunyai lima sisi simetri, membentuk pentagon, yang, pada gilirannya, membuat simetri icosahedral.
Patricia Thiel, seorang penyelidik kanan di Makmal Ames Jabatan Tenaga AS, memberikan contoh berikut:
Katakan anda mahu menutup lantai dengan jubin mosaik. Jubin mempunyai garis lurus yang sempurna. Ia boleh berbentuk segi empat, segitiga, segi empat, atau heksagon. Semua bentuk ini boleh ditambah bersama. Bentuk sederhana lain tidak boleh dilipat, kerana jurang dan ruang akan tetap ada. Quasicrystals seperti jubin pentagonal. Mereka tidak dapat bersambung seperti segitiga dan kotak. Walau bagaimanapun, dalam struktur seperti itu, jurang dipenuhi dengan atom bahan lain, yang menghasilkan, misalnya, bentuk ini:
Dan inilah gambaran struktur quasicrystal yang baru ditemui dengan simetri urutan kelima:
Walaupun fakta bahawa quasicrystals sangat jarang berlaku (sekurang-kurangnya di Bumi), mereka sangat mudah dibuat di makmal. Pada masa ini, quasicrystals sintetik digunakan dalam hampir semua perkara dari pengeluaran kuali hingga pengeluaran lampu LED.
Ketika para saintis mengkaji komposisi quasicrystal baru, mereka mengesahkan bahawa ia terdiri daripada gabungan atom aluminium, tembaga dan besi, yang digabungkan dalam bentuk pentagonal, seperti yang terdapat, misalnya, pada bola sepak. Secara semula jadi, komposisi quasicrystals seperti ini ditemui untuk pertama kalinya. Walau bagaimanapun, penemuan itu membolehkan n
NIKOLAY KHIZHNYAK
