Los físicos encontraron un cuasicristal muy raro en un trozo de meteorito que cayó en Rusia. El hallazgo es tan raro que esta es solo la tercera vez que los científicos encuentran tal material en la naturaleza. Sin embargo, la singularidad de tales cristales no se debe solo a su rareza. El caso es que tienen una estructura simétrica tan peculiar que durante décadas la ciencia consideró "imposible" su existencia.
El nuevo cuasicristal fue descubierto por un equipo de geólogos dirigido por Luca Bindi de la Universidad de Florencia (Italia). Los científicos examinaron un fragmento de un meteorito que cayó en la aldea rusa de Khatyrka en la región de Anadyr del Okrug autónomo de Chukotka de Rusia hace cinco años y encontraron un cuasicristal de solo unos pocos micrómetros de tamaño en él.
Cabe señalar que este ya es el tercer cuasicristal que se descubrió en el mismo meteorito, lo que puede sugerir que puede haber estructuras aún más extrañas.
“La buena noticia es que ya hemos encontrado tres tipos diferentes de cuasicristales en el mismo meteorito. Este último tiene una estructura química única nunca antes vista en cuasicristales”, dice Paul Steinhardt de la Universidad de Princeton, uno de los científicos involucrados en el estudio.
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"Esto sugiere que otros tipos de cuasicristales pueden estar escondidos en un meteorito, como en la naturaleza".
Los propios cuasicristales tienen una estructura única caracterizada por la simetría prohibida por la cristalografía clásica y la presencia de un orden de largo alcance. En otras palabras, la simetría de los cuasicristales está presente en todas las escalas, hasta la atómica, lo que demuestra una nueva organización estructural de la materia.
Los cristales comunes que se encuentran en los mismos copos de nieve, diamantes y sal de mesa están compuestos de átomos que forman una simetría casi perfecta. Los policristales, que se encuentran en la mayoría de los metales, rocas, hielo y sólidos amorfos como el vidrio, la cera y la mayoría de los plásticos, tienden a ser más caóticos y desordenados.
La presencia en la naturaleza de otro tipo de estructura atómica, una extraña forma semiordenada de materia en la que la estructura atómica mostrada tiene simetría de puntos, fue probada en 1982 por el físico israelí Dan Shechtman.
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Cuando Shekhtman descubrió un cuasicristal en una muestra de una aleación de aluminio que creó en el laboratorio, el científico al principio no creyó lo que veía y se dijo a sí mismo: "Esto no puede ser". El científico hizo su descubrimiento en 1982. Durante las siguientes décadas, intentó dos veces publicar los resultados de su trabajo en revistas científicas, pero fue rechazado. Los colegas se rieron literalmente del científico, sin creer en su descubrimiento. Finalmente, el artículo de Shekhtman se publicó en una forma muy abreviada y fue coautor con otros científicos prominentes. La razón de la desconfianza, por supuesto, fue que durante más de 200 años, los cuasicristales fueron vistos como algo extremadamente increíble. Su supuesta simetría única se consideró más allá de las reglas tradicionales de la cristalografía. Sin embargo, Shechtman ganó el Premio Nobel de Química en 2011 por su trabajo.
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Es interesante notar que los físicos se encontraron con los cuasicristales mucho antes de su descubrimiento oficial. Los científicos los han identificado erróneamente como cristales cúbicos con una constante de celosía grande (el tamaño de una celda unitaria de cristal). La celda unitaria, como regla, se puede representar con diferentes formas, por ejemplo, rectangular, cúbica, triangular o hexagonal, pero los cuasicristales tienen una estructura de orden aperiódico: tienen cinco lados simétricos, formando pentágonos que, a su vez, crean una simetría icosaédrica.
Patricia Thiel, investigadora principal del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU., Da el siguiente ejemplo:
“Digamos que quieres cubrir tu piso con mosaicos. El azulejo tiene líneas rectas perfectas. Puede ser rectangular, triangular, cuadrado o hexagonal. Todas estas formas se pueden sumar. Cualquier otra forma simple no se puede plegar, porque quedarán huecos y espacios. Los cuasicristales son como baldosas pentagonales. No pueden conectarse como triángulos y cuadrados. Sin embargo, en tal estructura, los huecos se llenan con átomos de otras sustancias, dando como resultado, por ejemplo, estas formas :
Y aquí hay una imagen de la estructura de un cuasicristal recién descubierto con simetría de quinto orden:
A pesar de que los cuasicristales son muy raros en la naturaleza (al menos en la Tierra), son muy fáciles de crear en el laboratorio. Por el momento, los cuasicristales sintéticos se utilizan en casi todo, desde la producción de sartenes hasta la producción de lámparas LED.
Cuando los científicos estudiaron la composición del nuevo cuasicristal, confirmaron que está compuesto por una combinación de átomos de aluminio, cobre y hierro, combinados en formas pentagonales, como las que se encuentran, por ejemplo, en balones de fútbol. En la naturaleza, se descubrió por primera vez tal composición de cuasicristales. Sin embargo, el hallazgo permite n
NIKOLAY KHIZHNYAK
