⚡ Почему квазикристаллы не должны существовать, но при этом обнаруживаются в самых неож... — 17 июня 2026 г. в 17:42:17.467
⚡ Почему квазикристаллы не должны существовать, но при этом обнаруживаются в самых неожиданных местах 😱 ‼ Когда-то считалось, что материя с «запрещенной» симметрией существует только в лабораторных экспериментах, но теперь ее находят в самых экстремальных условиях на планете 💯 💢 Осенью 1945 года Линкольн ЛаПас склонился над выжженным участком земли в пустыне Хорнада-дель-Муэрто в штате Нью-Мексико. ЛаПас, астроном, охотился за метеоритами. Он заметил в пыли что-то странное, блестящее — корку кроваво-красного стекла. Это был не метеорит, но находка настолько поразила его, что он решил ее сохранить. Лишь спустя десятилетия стало ясно, насколько ценной была случайная находка ЛаПаза. Дело в том, что в одном из этих осколков был обнаружен необычный материал — квазикристалл. Долгое время считалось, что квазикристаллы — это чисто теоретическое понятие из-за их якобы невозможной атомной структуры. Лишь в 1982 году было доказано, что они вообще существуют, и даже тогда их можно было наблюдать только в строго контролируемых лабораторных условиях. Однако открытие Лапаса, получившее признание, — одно из многих, доказывающих, что эти материалы могут образовываться и за пределами лаборатории и что они встречаются гораздо чаще, чем предполагалось. Возможно, они даже прольют свет на бурную историю Земли и Солнечной системы в целом. «Не так много людей занимаются поиском природных квазикристаллов, — говорит физик Пол Стейнхардт из Принстонского университета. — Возможно, мы проходим мимо них каждый день и даже не подозреваем об этом». Правила кристаллической симметрии Раньше мы считали, что квазикристаллы невозможны. Все знакомые нам кристаллы — от поваренной соли до алмаза — состоят из мотивов, упорядоченных групп атомов, которые образуют идеально повторяющийся узор в трехмерном пространстве. К XIX веку математики полагали, что описали все возможные геометрические формы повторяющихся узоров. Итого: 230 кристаллических структур, каждая из которых образуется путем сдвига, поворота или отражения одного и того же атомного шаблона. Примечательно, что в этом списке отсутствуют кристаллы с «запрещенной симметрией», например пятикратная вращательная симметрия пятиугольников и морских звезд. Считалось, что пятикратная, семикратная, восьмикратная и более высокая вращательная симметрия невозможны. Мотивы с такой симметрией не могут образовать кристалл без наложений и зазоров. «Все [упорядоченные] материалы, когда-либо обнаруженные людьми — будь то в лаборатории, в природе или в космосе, — до 1980-х годов относились к этому ограниченному списку», — говорит Стейнхардт. В 1983 году он и его тогдашний студент Дов Левин первыми выдвинули теорию о существовании квазикристаллов — твёрдых тел, в которых атомные структуры никогда не повторяются в точности. «Это своего рода дисгармония в пространстве», — говорит Стейнхардт. Это открывает математические возможности для запрещённой геометрии, например пятикратной симметрии. Всего год спустя материаловед Дэниел Шехтман из Техниона — Израильского технологического института в Хайфе — опубликовал исследование о странном, выращенном в лаборатории сплаве с пятеричной симметрией, подтвердив правоту Стейнхардта и Левина. Внезапно квазикристаллы перестали быть просто математическими рассуждениями. Они стали реальными материалами. Но многие ученые утверждали, что они не смогут долго существовать без повторяющихся атомных структур, которые придают стабильность настоящим кристаллам. Даже после того, как Шехтман в 2011 году получил Нобелевскую премию по химии, многие по-прежнему считали квазикристаллы аномалией — нестабильными, неестественными материалами, существующими только в лабораторных условиях. Штейнхардт не сдавался. Вместе с Лукой Бинди из Флорентийского университета в Италии, геологом, умеющим находить новые минералы, они отправились на поиски квазикристаллов в дикой природе.