Nebraska Kumulunda Beklenmedik Bir Şekilde Nadir Kuasikristal Bulundu
Bir elektrik enerjisi patlaması, Nebraska’da bir miktar kumu ve kopmuş bir elektrik hattını birleştirerek daha önce görülmemiş ve imkansız olduğu düşünülen bir forma dönüştürdü.
Hiç beklenmedik bir yerde 12 kat simetriye sahip yeni bir kuasikristal türünün keşfedilmesi, jeolog ve matematikçileri bu tür yapıların başka nerelerde gözden kaçmış olabileceğini merak etmeye yöneltti.
Kuasikristaller (ya da kuasiperiodik kristaller) öteleme simetrisine sahip olmayan ancak gerçek kristallerin dönme simetrileri dışında başka şekillerde simetrik olan atom yapılarıdır. İlk kez 1984’te sentezlendikten ve 2009’da doğal olarak bulunduktan sonra, kuasikristalleri oluşturabilecek süreçlerin sadece yüzeyini çiziyor olabiliriz.
Şu anda adı konulmamış olan kuasikristal, en az 1.710°C’ye (3.110°F) kadar ısıtılmış bir elektrik hattından gelen kum ve metalden oluşan bir fulgurit örneğinin içinde bulundu. Kristalin kimyasal bileşimi ve yapısı yeni bir makalede rapor edilmiştir, ancak yazarlar kristali oluşturmak için gereken enerjinin bir yıldırım çarpmasından mı yoksa hattın bir zamanlar taşıdığı elektrikten mi geldiğini bilmemektedir.
Gerçek kristaller hem rotasyonel hem de translasyonel simetri gösteren son derece düzenli yapılardır: onları belirli sayıda derece çevirirseniz ya da her şeyi belirli miktarlarda yana kaydırırsanız tam olarak aynı şeyi elde edersiniz. Bu, kristali oluşturan hücrelerin boşluklar olmadan mükemmel bir şekilde istiflenmesini sağlar; sadece 2, 3, 4 ve 6 katlı simetrilerin mümkün olduğu kanıtlanmıştır.
Aperiyodik eğimlerin keşfi, bu şekiller hiçbir zaman mükemmel bir şekilde tekrarlanmadığı için, iki boyutlu alanları dönme simetrisi ile doldurmanın mümkün olduğunu kanıtladı. Bu, aynı özelliklere sahip üç boyutlu formların öngörülmesine ve daha sonra üretilmesine yol açtı. İkosaherdritin keşfi, bu tür yapıların doğal olarak da oluşabileceğini kanıtladı ve bir dizi şaşırtıcı simetri ortaya çıktı.
Beş, sekiz, 10 ve 12 kat simetriye sahip kuasikristaller laboratuvarlarda üretilmiş ve karbonlu kondrit meteoritlerinde ve nükleer test alanlarında bulunarak 2011 Kimya Nobel Ödülü’nü kazanmıştır. Kuasikristaller olağanüstü sertlikleri sayesinde yapışmaz kızartma tavalarına dönüştürülmüş ve cerrahi aletler için önerilmiştir.
Nükleer bombalar ve meteor çarpmaları aşırı koşulların simgesidir ve kuasikristallerin daha sakin ortamlarda doğal olarak oluşup oluşamayacağı sorusunu açık bırakır. Yıldırım çarpmaları tam olarak sakin değildir, ancak her şey görecelidir, bu nedenle Hyannis, Nebraska yakınlarında bir kuasikristal bulunması, kuasikristal oluşumu için olasılıklar listesini en azından biraz genişletir.
Kuasikristalin bulunduğu fulgurit yaklaşık 2 metre (7 feet) uzunluğunda ancak eni 8 santimetreyi (3,2 inç) geçmiyor. Ayrıca, kuasikristal ile aynı beş elementten – manganez, silikon, nikel, krom ve alüminyum – farklı bolluklarda oluşan düzenli bir kristal içerir.
Hem manganez hem de alüminyumun elektrik hattından geldiği, diğer elementlerin ise yerel kumda mevcut olduğu düşünülmektedir.
12 katlı simetri (dodekagonal olarak bilinir), her 30 derecelik dönüşün kuasikristali aynı duruma getirdiği anlamına gelir. Bu, eşit aralıklı atomik katmanların her biri için gerçekleşir. Laboratuvar yapımı kuasikristallerde bile ongen (10 katlı) simetri, burada görülen onikigen tipten daha yaygındır. Bu tam kuasikristal formunun yeni olmasının yanı sıra, keşif güçlü elektrik deşarjlarının kuasikristal oluşumu için yeni bir araç olabileceğini gösteriyor.
Kaynak: https://www.iflscience.com
Derleyen: Figen Berber