第三種「不可能存在」的準晶體

2021-01-15 宇宙解碼

    科學在以日新月異的速度發展，越來越多讓人大跌眼鏡的事情發生，人類多宇宙認知的拼圖也不斷完善。最近科學家在對某隕石進行科學研究的時候發現奇怪的晶體，稱為第三種準晶體，之所以說是準晶體，因為其結晶的規律和構造方面和傳統意義上有些差異。而這種準晶體，在構造和循環方面讓人吃驚。



    科學家稱，這種晶體應該不是天然形成，只能人工製造。那麼會不會是外星文明呢?每當看見這樣的消息，小編我本能的想到了外星人。而隕石可能是某種材料，當然在墜落到地球的時候它經歷了高溫燃燒和碰撞。不過這種晶體的結構有什麼特殊的用途呢?也許留給科學家做的功課還很多……


    目前，科學家在俄羅斯境內隕石中發現第三種天然準晶體，之前科學家認為準晶體只能人工製造。



    目前，科學家發現俄羅斯境內隕石中有「不可能存在的晶體」，它具有奇特的循環結構，多年以來，研究人員認為這種準晶體只能人工製造。


    這項最新發現表明，該晶體是自然界存在的第三種奇特材料。關於這種準晶體的研究報告發表在近期出版的《科學報告》雜誌上，是由佛羅倫斯大學、加州理工學院和普林斯頓大學研究人員分析發現的。


    這種準晶體是5年前在俄羅斯遠東哈泰爾卡地區的隕石中發現的，研究小組稱，使用掃描電子顯微鏡分析這種隕石，顯示微小的準晶體樣本寬度僅有幾微米。之前科學家在相同隕石中發現兩種天然準晶體，它們具有不同的結構類型。


    目前最新發現的準晶體具有獨特均勻性，與之前自然存在的晶體結構不一樣，它被稱為「二十面體對稱(icosahedral symmetry)」。這種準晶體具有60個旋轉對稱點，是由鋁、銅和鐵礦物質構成。研究報告合著作者、美國普林斯頓大學保羅-斯泰恩哈特(Paul Steinhardt)稱，我們非常欣喜地發現第3種不同類型的天然準晶體，最新發現準晶體的化學成分從未觀察發現過。準晶體是準周期晶體的簡稱，它們有序卻沒有周期。



    研究人員發現第一種天然準晶體是2000年初，普林斯頓大學物理學家斯泰恩哈特和佛羅倫斯大學的盧卡-賓迪(Luca Bindi)發現其獨特結構，由鋁、銅和鐵礦物質構成的微粒具有五重對稱性。2015年，斯泰恩哈特和同事發現第二種準晶體，之後他們又發現第三種準晶體。

相關焦點

  • 尋找準晶體:一種非凡的,卻又本「不應該」存在的礦物質
    次月，斯坦哈特就與他的學生達夫·列文發表了論文《準晶體：一個新類型的有序結構》，介紹了他們在理論上的發現，文中也提到了舍特曼研發的材料。 並非所有科學家都認同他們的說法。其中最有名的反對者是獲得了諾貝爾獎的化學家萊納斯·鮑林。他宣稱「不存在準晶體之類的東西，只存在準科學家」，言下之意是斯坦哈特算不上真正的科學家，其有關準晶體的研究理論也不是真正的科學理論。
  • 科學家表明天然「準晶體」可能源於太空!
    美國和義大利科學家表示，他們對在俄羅斯發現的天然「準晶體」礦石進行了化學分析，結果表明，這種礦石很可能是隕石的一部分，在隕石與地球的撞擊中遺落到地球上
  • 道可道,非常道——從準晶體到自我意識的硬難題
    、非晶體外的第三種固體材料---準晶體）的消息，晚上浮想聯翩，竟至失眠。扯遠了，再回來談準晶體。自1912年晶體結構學建立以來，在對世間所有晶體的結構觀察中，周期重複的對稱排列規律的概念是根深蒂固的。因此，當舍特曼在電鏡下觀察到快速冷卻後的鋁錳合金表面那些整齊排列卻無空間對稱的結構時，連他自己也不相信，在紀錄本邊上連畫幾個問號。所謂準晶體，就是周期排列而沒有空間重複對稱的花樣，圖2 比較了晶體和準晶體。
  • 義大利發現首例天然準晶體
    日前，科研人員在義大利佛羅倫斯自然科學史博物館所收藏的一塊三疊紀（距今2億-2.5億年）古老巖石中發現了天然準晶體化合物，該化合物由鋁銅鐵三種元素構成，其原子排列打破了一般晶體的對稱性規律
  • 準晶體:勇敢者的追逐
    他們當時不知道的是，在幾百公裡之外，另一位材料科學家已經通過鋁錳合金的急冷凝固，獲得了一種前所未見的衍射圖。這位科學家便是Dan Shechtman，他當時就職於美國國家標準局（現為美國國家標準技術局）。這種衍射圖具有十次旋轉對稱性。Shechtman深感震驚，他在實驗簿上畫下了由10個點組成的同心圓，並在旁邊寫下「十次？？？」。他沒有意識到，他當時已經發現了第一個準晶體。
  • 隕石中發現首塊「例外」準晶體
    科技日報北京12月9日電 （記者張夢然）英國《科學報告》雜誌日前在線發表的一篇論文，描述了一種新發現的準晶體。這塊準晶體是在俄羅斯東部哈泰爾卡地區的一塊隕石碎片中發現的，是首個在實驗室合成前先在自然界「露臉」的準晶體。　　物質的構成由其原子排列特點而定。
  • 準晶體發現者Shechtman給年輕科學家的忠告
    在「晶體學」發展整70 周年之際，Dan Shechtman 教授氣勢如虹地改寫並擴展了「晶體」的定義。準晶體(quasi-periodic crystals，簡稱quasicrystals) 的發現者Dan Shechtman 教授於1941 年生於特拉維夫，是以色列的第4 位諾貝爾化學獎得主。
  • 材料科學領域驚心動魄的故事:勇敢者追逐的準晶體
    在準晶體中，原子排列仍然是有序的，但卻不具有周期性，即不重複。這一特點導致準晶體具有特殊的旋轉對稱性（譬如說，它們與正方晶格不一樣，後者具有四次旋轉對稱性）。20世紀80年代，準晶體首次被發現。但是曾經有一段時間，除了物理學家，科學界內的許多人都不接受有關準晶體的解讀。畢竟，準晶體推翻了將近200年的關於物質結構的科學認知。
  • 新固體物質形態「兼容」晶體和準晶體結構特點
    北京科技大學新金屬材料國家重點實驗室何戰兵等研究人員近日發現一種新的固體物質形態，該形態巧妙地化解了晶體和準晶體在晶體結構上的這種「水火不相容」的矛盾，顯示了原子排列的鬼斧神工。何戰兵表示，雖然目前還未能對該物質的物性做深入了解，但可預見會有一些與物質周期性相關的特殊物性。
  • 研究發現來自外太空的準晶體—新聞—科學網
    一項研究描述了一種新發現的準晶體。這塊準晶體是在俄羅斯東部哈特爾卡地區的一塊隕石碎片中發現的，是在實驗室合成前就在自然界發現的首個準晶體。
  • 準晶體是不粘鍋塗層的好材料·都市快報
    堅信自己是對的  都市快報：你能用通俗的語言解釋一下準晶體嗎？  謝赫特曼：這個問題相當複雜，我儘量試著解釋吧。自然界所有材料都是由原子構成的，在我發現準晶體之前，人們普遍認為晶體的原子排列是有序的，且是平移對稱的，否則就是非晶體。而我發現的準晶體，它的原子排列是有序的，但並不具備晶體的平移對稱性。
  • 美研究認為俄羅斯天然準晶體或為太空隕石
    一項最新研究稱，俄羅斯科爾亞克山脈發現的準晶體可能來自太空。據美國《大眾科學》雜誌1月3日報導，美國普林斯頓大學的研究人員近日表示，在俄羅斯科爾亞克山脈發現的準晶體可能來自外太空。研究人員指出，首先，在對這些天然準晶體進行質譜分析（MS）後，發現其中含有地球上的礦物質中所不可能生成的氧同位素組成。
  • 新物質化解晶體和準晶體結構「水火不容」—新聞—科學網
    近日，該研究成果發表在晶體學雜誌《晶體學報A卷》，論文名為《周期點陣中鑲嵌有非周期結構塊的準晶相關馬賽克結構》。 這種新的物質形態與鋁基十次準晶的結構相關，由周期排列的結構塊之間鑲嵌非周期結構塊形成。它同時具有傳統晶體材料的周期平移對稱性和準晶體的準周期性，將晶體和準晶體結構上的矛盾巧妙的融合在這一新的固體物態之中。
  • 以色列科學家因發現準晶體獲2011諾貝爾化學獎
    科普：固態物質家族的「另類」成員——準晶體 新華網北京10月5日電 20世紀80年代初以前，科學界對固態物質的認識僅限於晶體與非晶體，而隨著以色列人達尼埃爾·謝赫特曼的一次偶然發現，固體物質中一種「反常」的原子排列方式跳入科學家的眼界。從此，這種徘徊在晶體與非晶體之間的「另類」物質闖入了固體家族，並被命名為準晶體。
  • 俄羅斯的這顆隕石,又給我們帶來了全新的準晶體
    A)中用紅線標出的區域是B)，1)、2)和3)是B)中幾個有二十面石存在的區域。Steinhardt et al.本周，《科學報告》在線發表的論文Collisions in outer space produced an icosahedral phase in the Khatyrka meteorite never observed previously in the laboratory描述了一種新發現的準晶體。
  • 半導體晶體中發現新型準粒子
    英國《自然》旗下《通訊·物理》雜誌日前發表了一項物理學新成果：德國科學家描述了一種在高質量半導體晶體中發現的新型準粒子——「Collexon」，其可以印證準粒子存在的材料所表現出的獨特光學特徵，以及不同尋常的物理特性，而這些特點對基礎科學和應用科學都非常重要。
  • 利用列印的聚合物準晶體來捕捉光
    俄羅斯聖彼得堡國立信息技術機械與光學大學（ITMO）的科學家們進行了幾項實驗來研究聚合物準晶體結構，並最終證實了他們最初的理論，在未來，準晶體的使用可能為雷射和傳感器的設計開闢新的可能性
  • 發現準晶體的「準科學家」:我為何能扛住最偉大化學家的質疑
    「準科學家」2011年，謝赫德曼因「發現準晶體」獨享諾貝爾化學獎。準晶體具體與晶體相似的有序原子排列，但又不具備晶體的排布周期性，就像西班牙阿爾罕布拉宮和伊朗Darb-i Imam神殿中的中世紀伊斯蘭鑲嵌圖案。
  • 時間晶體研究最新突破:存在真正的「時間晶體」是可能的!
    本文參加百家號#科學了不起#系列徵文賽探索發展對量子系統中時間晶體行為的理解已經採取了一個新的，令人興奮的轉折。來自冰島埃克塞特大學和聖彼得堡ITMO大學的物理專家透露：封閉量子系統中存在真正的時間晶體是可能的。
  • 時間晶體研究最新突破：存在真正的「時間晶體」是可能的
    探索發展對量子系統中時間晶體行為的理解已經採取了一個新的，令人興奮的轉折。來自冰島埃克塞特大學和聖彼得堡ITMO大學的物理專家透露：封閉量子系統中存在真正的時間晶體是可能的。與迄今為止被認為是非平衡開放量子系統的其他研究不同，在這些系統中，驅動的存在會導致時間周期振蕩，研究人員在理論上發現了一個時間相關性存在無限長時間的量子系統，這項研究作為編輯的建議發表在《物理評論快報》上。