Спонтанный квази

Aug 31, 2023

Отчет от 19 июля 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

препринт

надежный источник

корректура

Боб Йирка, Phys.org

Команда физиков из Университета Париж-Сакле впервые наблюдала спонтанную самосборку квазикристаллов. Наблюдение произошло во время эксперимента, который они проводили с крошечными вибрирующими магнитными сферами. Команда написала статью, описывающую свой эксперимент, и разместила ее на сервере препринтов arXiv, пока ожидает экспертной оценки.

В течение многих лет существование квазикристаллов обсуждалось среди физиков, причем большинство из них выступало против них. Но затем, еще в 1982 году, Д. Шехтман и его коллеги, изучая образец сплава марганца и алюминия, обнаружили, что его характеристики соответствуют предполагаемому теоретическим квазикристаллу — дифракционная картина с симметричными пиками Брэгга — что исключает возможность это кристалл.

С тех пор было найдено множество примеров квазикристаллов. Сейчас их определяют как апериодические структуры с некоторыми кристаллографическими свойствами. Их видели в лаборатории, в полевых условиях и даже в космосе, но до этой недавней работы никогда не наблюдалось их спонтанного формирования.

Работа исследовательской группы началась, когда они начали обсуждать идею о двух группах сфер, связанных по размеру, как возможных строительных блоках для квазикристалла, а затем заняли чью-либо сторону относительно ее жизнеспособности - они даже заключили пари с некоторыми, предполагая, что эта идея будет никогда не работайте.

Чтобы доказать, что одна сторона права, а другая нет, группа разработала способ проверить эту идею. Сначала они использовали компьютерное моделирование, чтобы найти сферы нужного размера. Затем они получили две группы сфер, обе из металла. Одна группа имела диаметр 2,4 миллиметра, другая 1,2 мм. Затем они поместили все 3840 сфер в плоскую неглубокую кастрюлю и прикрепили ее к устройству, которое обеспечивало постоянную вибрацию в течение длительного периода времени. Над головой был закреплен записывающий микроскоп. Сковорода вибрировала со скоростью 120 раз в секунду в течение приблизительно одной недели.

После толчков исследователи посмотрели на расположение сфер и обнаружили, что они расположились по определенным, неповторяющимся узорам, которые соответствуют теории: сферы стали новым видом квазикристаллов. Что до сих пор не ясно, так это то, какие члены команды выиграли пари и что, если вообще что-то они получили в качестве выплаты.

Больше информации: Андреа Плати и др., Квазикристаллический порядок в вибрирующей зернистой материи, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2307.01643

Информация журнала:arXiv

© 2023 Сеть Science X