A versão unique de esta história apareceu em Revista Quanta.
Desde sua descoberta em 1982, materiais exóticos conhecidos como quase -cristais têm físicos e químicos atormentados. Seus átomos se organizam em cadeias de pentágonos, decagonos e outras formas para formar padrões que nunca se repetem. Esses padrões parecem desafiar as leis físicas e a intuição. Como os átomos podem “saber” como formar arranjos elaborados sem repetição sem uma compreensão avançada da matemática?
“Quasicrystals são uma daquelas coisas que, como cientista de materiais, quando você aprende sobre eles, fica tipo, ‘isso é loucura'”, disse Wenhao Sun.um cientista de materiais da Universidade de Michigan.
Recentemente, porém, uma série de resultados retirou alguns de seus segredos. Em Um estudoSol e colaboradores adaptaram um método para o estudo de cristais para determinar que pelo menos alguns quasicristais são termodinamicamente estáveis-seus átomos não se estabelecem em um arranjo de energia inferior. Essa descoberta ajuda a explicar como e por que os quase -cristais se formam. UM Segundo estudo produziu uma nova maneira de projetar quasicristais e observá -los no processo de formação. E um terceiro grupo de pesquisa tem registrado Propriedades anteriormente desconhecidas desses materiais incomuns.
Historicamente, os quasicristais têm sido um desafio de criar e caracterizar.
“Não há dúvida de que eles têm propriedades interessantes”, disse Sharon Glotzerum físico computacional que também se baseia na Universidade de Michigan, mas não estava envolvido com este trabalho. “Mas ser capaz de fazê -los a granel, escalá -los, em um nível industrial -[that] Não se sentiu possível, mas acho que isso começará a nos mostrar como fazê -lo reprodutível. ”
Simetrias ‘proibidas’
Quase uma década antes do físico israelense Dan Shechtman Descobriu os primeiros exemplos de quasicristais no laboratório, o físico matemático britânico Roger Penrose pensou no “quaseriódico” – quase mas não repetindo – mandarns que se manifestariam nesses materiais.
Penrose conjuntos desenvolvidos de ladrilhos Isso poderia cobrir um plano infinito sem lacunas ou sobreposições, em padrões que não o fazem e não podem repetir. Diferentemente dos tesellations feitos de triângulos, retângulos e hexágonos – empenas simétricas entre dois, três, quatro ou seis eixos e que espaço em ladrilhos em padrões periódicos – as inclinações de fenrose têm “proibição” de simetria cinco vezes. Os ladrilhos formam arranjos pentagonais, mas os pentágonos não podem se encaixar lado a lado para amarrar o avião. Portanto, enquanto os ladrilhos se alinham ao longo de cinco eixos e tesselado sem parar, diferentes seções do padrão parecem apenas semelhantes; A repetição exata é impossível. As inclinações quase de Penrose fizeram a cobertura de Scientific American Em 1977, cinco anos antes de darem o salto da matemática pura para o mundo actual.
