Квазікристали

Я часто згадував про квазікристалів, коли читав у Єзекіїля (1: 22) опис зводу, розтягнений над головами живих істот, який порівнюється з «дивовижним кристалом». У 1980 р квазікристали потрясли фізиків поєднанням порядку і неперіодичних: вони не мають трансляційній симетрії, т. Е. Зрушена копія візерунка ніколи не співпаде з оригіналом.

Наша розповідь починається з мозаїки Пенроуза. Плитки у формі простих геометричних фігур (двох різних ромбів), укладені сторона до сторони, можуть покрити площину візерунком, так що ніде не виявиться зазорів або перекривання, і візерунок НЕ БУДЕ періодично повторюватися, як це відбувається з квадратними кахельної плитки на підлозі ванної кімнати. Мозаїка Пенроуза, названа так по імені її винахідника Роджера Пенроуза, має осьову симетрію п’ятого порядку. Такий же вид обертальної симетрії у п’ятикутної зірки. Якщо повернути всю мозаїку на 72 °, нічого не зміниться. Відомий популяризатор науки Мартін Гарднер пише: «Можна побудувати мозаїки Пенроуза з високою симетрією, … проте більшість мозаїк, як і сам Всесвіт, являють собою суміш порядку і несподіваних відхилень від нього, здатну кого завгодно поставити в глухий кут. Коли мозаїки розширюються, вони завжди прагнуть повторити себе, але це їм так ніколи і не вдається ». (Цит. За книгою: Гарднер М. Від мозаїк Пенроуза до надійних шифрів. / Перекл. Ю. Данилова. – М .: Світ, 1993. – С. 20. -Прийміть. Пер.)

До відкриття Пенроуза більшість вчених вважало, що створити кристали з пятеричной симетрією можна. Але пізніше були відкриті квазікристали, що володіють чудовими властивостями. Наприклад, металеві квазікристали погано проводять тепло, їх можна використовувати як слизьке антипригарне покриття.

На початку 1980-х рр. вчені міркували про ймовірність того, що атомна структура деяких кристалів може бути заснована на неперіодичної решітці. У 1982 р матеріалознавець Дан Шехтман за допомогою електронної мікрофтографіі відкрив неперіодичних структуру в алюмінієво-марганцевому сплаві. Вона володіла виразною симетрією п’ятого порядку, що нагадує мозаїку Пенроуза.

Посилання на основну публікацію