„Niemożliwy” kryształ zmienia to, co wiemy o rzeczywistości

Nowe quasrystalne badania wykazały, że jego właściwości są również podyktowane jego początkami górnego wymiaru.

Kiedyś uważany za niemożliwy, Quasrystals ujawnił ukryty porządek, który kwestionuje nasze zrozumienie materiałów.

Jego struktura jest zgodna z regułami o wyższych wymiarach, wpływających zarówno na jego właściwości mechaniczne, jak i topologiczne. Ostatnie badania wykazały dziwne zachowanie związane z czasem w tych kryształach, co sugeruje głębsze zasady fizyczne.

Innowacyjne odkrycie w krystalografii przeformułowało nasze rozumienie materiałów, ujawniając, że quasryształy – kiedyś uważane za niemożliwe – śledź Strukturalne zasady wyższych wymiarów.

Ostatnie badania sugerują, że te unikalne materiały mają nie tylko różne właściwości mechaniczne, ale także wykazują nieoczekiwane zachowania Powiązane z czasem, sugerując głębsze zasady fizyczne w działaniu, wyjaśnia.

W 1982 r. Profesor Dan Shechtman z Technion – Izraelski Instytut Technologii zidentyfikował Pierwszy quasi-okresowy kryształOdkrycie, które później przyniosło mu nagrodę Nobla w 2011 r. W dziedzinie chemii.

W przeciwieństwie do konwencjonalnych kryształów, które są zgodne z rygorystycznymi standardami okresowymi, quasryształami Zamówienie wystaw bez powtórzeniatworząc symetryczne struktury, które podważają wcześniejsze zrozumienie naukowe. Początkowo otrzymane ze sceptycyzmem odkrycia Shechtmana były poparte przez fizyków Dov Levine i Paul Steinhardt, którzy wykazali, że quasicrists przestrzegają struktur okresowych – ale w przestrzeni o przekraczaniu wymiarów do naszego trójwymiarowego świata.

Koncepcja wyższych wymiarów wykracza poza długość, szerokość i wysokość, obejmując dodatkowe kierunki prostopadłe, kwestionując naszą zdolność do ich oglądania. Struktura matematyczna leżąca u podstaw quasryształów sugeruje, że ich pozornie nieregularne struktury są Okresowe projekcje wzorców przestrzeni czterech lub więcej wymiarów. Ta wiedza pozwoliła badaczom przewidzieć i lepiej manipulować właściwościami mechanicznymi i termodynamicznymi tych materiałów.

Niedawno opublikowane w Science Magazine wykazało, że właściwości topologiczne quasryształów – cechy, które pozostają niezmienione w deformacji – są również podyktowane jego początkami wyższego wymiaru.

Analizując wzorce interferencji fali elektromagnetycznej powierzchni, naukowcy stwierdzili, że nie można rozróżnić różnych układów quasrystalicznych opartych tylko na ich dwuwymiarowej topologii. Zamiast tego jego właściwości można było w pełni zrozumieć W odniesieniu do podstawowej struktury krystalicznej Górny wymiar, potwierdzający poprzednie teorie Levine i Steinhardta, a także dzieło Nagrody Nobla Sir Rogera Penrose’a.

Nieoczekiwane odkrycie dotyczyło zachowań związanych z czasem w quasryształach. Naukowcy zaobserwowali, że różne topologiczne wzory fal powierzchniowych wydawały się identyczne po niezwykle krótkim odstępie – mierzonym w przyłączach (jeden miliaronesimo z milionesimo od drugiego). To zjawisko sugeruje złożona interakcja między właściwościami Termodynamika i topologiczna quasryształów, wzmacniając poprzednie prognozy teoretyczne.

Korzystając z zaawansowanych technik, takich jak pobliski pola, który zmieciał mikroskopię optyczną i dwuphotonowa mikroskopia elektroniczna, zespół otworzył drzwi do nowych metod badania quasrystalicznych zachowań termodynamicznych.