Os físicos encontraram um quasicristal muito raro em um pedaço de um meteorito que caiu na Rússia. A descoberta é tão rara que esta é apenas a terceira vez que tal material é encontrado por cientistas na natureza. No entanto, a singularidade de tais cristais não se deve apenas à sua raridade. O fato é que possuem uma estrutura simétrica tão peculiar que durante décadas a ciência considerou sua existência "impossível".
O novo quasicristal foi descoberto por uma equipe de geólogos liderada por Luca Bindi, da Universidade de Florença (Itália). Cientistas examinaram um pedaço de um meteorito que caiu na vila russa de Khatyrka, na região de Anadyr, no Okrug Autônomo de Chukotka, na Rússia, cinco anos atrás, e encontraram um quasicristal de apenas alguns micrômetros de tamanho.
Deve-se notar que este já é o terceiro quasicristal descoberto no mesmo meteorito, o que pode sugerir que podem haver estruturas ainda mais estranhas.
“A boa notícia é que já encontramos três tipos diferentes de quasicristais no mesmo meteorito. Este último tem uma estrutura química única nunca antes vista em quasicristais”, diz Paul Steinhardt, da Universidade de Princeton, um dos cientistas envolvidos no estudo.
"Isso sugere que outros tipos de quasicristais podem estar escondidos em um meteorito, como na natureza."
Os próprios quasicristais têm uma estrutura única, caracterizada pela simetria proibida pela cristalografia clássica e pela presença de ordem de longo alcance. Em outras palavras, a simetria dos quasicristais está presente em todas as escalas, até a atômica, demonstrando assim uma nova organização estrutural da matéria.
Cristais comuns encontrados nos mesmos flocos de neve, diamantes e sal de mesa são compostos de átomos que formam uma simetria quase perfeita. Os policristais, encontrados na maioria dos metais, rochas, gelo e sólidos amorfos como vidro, cera e a maioria dos plásticos, tendem a ser mais caóticos e desordenados.
A presença na natureza de outro tipo de estrutura atômica - uma forma estranha e semi-ordenada de matéria na qual a estrutura atômica exibida tem simetria de ponto - foi provada em 1982 pelo físico israelense Dan Shechtman.
Vídeo promocional:
Quando Shechtman descobriu um quasicristal em uma amostra de uma liga de alumínio que ele criou em laboratório, o cientista a princípio não acreditou no que estava vendo, dizendo a si mesmo: "Isso não pode ser." O cientista fez sua descoberta em 1982. Nas décadas seguintes, ele tentou duas vezes publicar os resultados de seu trabalho em revistas científicas, mas foi recusado. Os colegas literalmente riram do cientista, não acreditando em sua descoberta. No final das contas, o artigo de Shekhtman foi publicado de forma muito abreviada e em coautoria com outros cientistas proeminentes. O motivo da desconfiança, é claro, era que, por mais de 200 anos, os quasicristais eram vistos como algo extremamente incrível. Sua suposta simetria única foi considerada além das regras tradicionais da cristalografia. No entanto, Shechtman ganhou o Prêmio Nobel de Química de 2011 por seu trabalho.
É interessante notar que os físicos encontraram quasicristais muito antes de sua descoberta oficial. Os cientistas os identificaram erroneamente como cristais cúbicos com uma grande constante de rede (o tamanho de uma célula unitária de cristal). A célula unitária, via de regra, pode ser representada por diferentes formas, por exemplo, retangular, cúbica, triangular ou hexagonal, mas os quasicristais têm uma estrutura de ordem aperiódica - eles têm cinco lados simétricos, formando pentágonos, que, por sua vez, criam uma simetria icosaédrica.
Patricia Thiel, pesquisadora sênior do Laboratório Ames do Departamento de Energia dos EUA, dá o seguinte exemplo:
“Digamos que você queira cobrir o chão com mosaicos. O ladrilho tem linhas retas perfeitas. Pode ser retangular, triangular, quadrado ou hexagonal. Todas essas formas podem ser adicionadas. Quaisquer outras formas simples não podem ser dobradas, porque as lacunas e os espaços permanecerão. Os quasicristais são como ladrilhos pentagonais. Eles não podem se conectar como triângulos e quadrados. No entanto, em tal estrutura, as lacunas são preenchidas com átomos de outras substâncias, resultando, por exemplo, nas seguintes formas :
E aqui está uma imagem da estrutura de um quasicristal recém-descoberto com simetria de quinta ordem:
Apesar do fato de que os quasicristais são muito raros na natureza (pelo menos na Terra), eles são muito fáceis de criar em laboratório. Atualmente, os quasicristais sintéticos são usados em quase tudo, desde a produção de panelas até a produção de lâmpadas LED.
Ao estudar a composição do novo quasicristal, os cientistas confirmaram que ele é composto por uma combinação de átomos de alumínio, cobre e ferro, combinados em formas pentagonais, como as encontradas, por exemplo, em bolas de futebol. Na natureza, essa composição de quasicristais foi descoberta pela primeira vez. No entanto, o achado permite n
NIKOLAY KHIZHNYAK
