Giả tinh thể siêu hiếm được phát hiện trong thiên thạch tại Nga

Các nhà vật lý đã phát hiện ra giả tinh thể siêu (quasicrystal) hiếm hoi trong một mảnh thiên thạch ở Nga. Đây là lần thứ ba chúng ta quan sát được vật liệu kỳ lạ này trong tự nhiên. Các phát hiện về dạng tinh thể cực hiếm này của nhà hóa học Dan Shechtman đã được trao giải Nobel hóa học 2011.

Những tinh thể này không chỉ đặc biệt bởi độ hiếm hay nguồn gốc từ bên ngoài Trái đất, mà còn bởi cấu trúc nguyên tử vô cùng đặc biệt, cấu trúc mà các nhà khoa học đã nghĩ rằng không thể tồn tại trong nhiều thập kỷ. Quan điểm về giả tinh thể của Dan Shechtman ban đầu đã tạo ra nhiều ý kiến trái chiều, thậm chí bản thân ông còn bị mất việc tại Viện Tiêu chuẩn và Kỹ thuật Quốc gia Mỹ vì kiên quyết bảo vệ khám phá của mình.

Mẫu giả tinh thể mới này đã được một nhóm nghiên cứu do nhà địa chất Luca Bindi từ Đại học Florence (Ý) dẫn đầu, khám phá ra. Họ đã nghiên cứu một mẩu nhỏ của thiên thạch đã rơi xuống khu vực Khatyrka của Nga năm năm trước, và xác định được bên trong có giả tinh thể nhỏ chỉ rộng vài micromet.

"Điều thú vị là chúng tôi đã tìm thấy ba loại giả tinh thể khác nhau trong cùng thiên thạch, và giả tinh thể mới này có thành phần hóa học không giống các giả tinh thể đã được phát hiện. Điều đó gợi ý rằng có thể có nhiều giả tinh thể mà trước đó chúng ta không biết.", Paul Steinhardt (Đại học Princeton), một thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết.

Mô hình nguyên từ của giả tinh thể Ag-Al

Nếu bạn đang tự hỏi giả tinh thể là gì, thì đó một cấu trúc nguyên tử hoàn toàn độc đáo dựa trên sự kết hợp các thuộc tính đối xứng của một tinh thể và sự hỗn loạn của một rắn vô định hình. Tinh thể thông thường, chẳng hạn như bông tuyết, kim cương, và muối ăn, được tạo thành từ các nguyên tử được sắp xếp trong trạng thái đối xứng gần như hoàn hảo. Giả tinh thể (quasicrystal) là một dạng tồn tại khác biệt của chất rắn, trong đó các nguyên tử sắp xếp dường như đều đặn nhưng không có sự lặp lại.

Trước khi sự tồn tại của giả tinh thể đã được công nhận, các nhà khoa học giả định rằng một hệ tuần hoàn (hay một tinh thể) được cho là chỉ có đối xứng quay bậc 1, 2, 3, 4 hoặc 6. Mọi đối xứng khác được cho là không thể tồn tại bởi các định luật tinh thể học. Giả tinh thể đã phá vỡ quy tắc này, bởi vì có cấu trúc tinh thể đối xứng quay bậc 5.

Hình ảnh cấu trúc đối xứng quay bậc 5 của giả tinh thể

Mặc dù giả tinh thể cực kỳ hiếm trong tự nhiên, ít nhất là ở Trái đất, cấu trúc chặt chẽ của giả tinh thể có khả năng làm cứng các vật chất và có thể áp dụng vào sản xuất các sản phẩm như chảo chiên và máy móc như động cơ diesel chịu nhiệt cao, áo giáp.

Theo Science Alert