Как политик на предвыборной кампании, квазикристалл имеет структуру, регулярно повторяющую себя, но никогда не говорящую точно ту же вещь дважды. Теперь серия скоропалительных фотографий выставила другой политический талант тех странных решеток: легко менять его положение.
Они молекулярные сандалии, названные phasons, перестраивают квазикристаллы в пути в отличие от чего-либо еще по своей природе.Больше 150 лет ученые полагали, что все становится кристаллним, если холодает достаточно. Но в 1985, открытие квазикристаллов доказало их неправильно.
Вместо того, чтобы заморозиться как вода в постоянного клиента, повториться, каркасный образец идентичных групп атомов, квазикристаллы имеют никогда точно повторяющуюся не совсем регулярную структуру. Некоторые квазикристаллы, например, смешивают две отличных трехмерных структуры, одну шестиугольную, другое пятиугольное. Ассортимент форм, предложенных теоретикам, которыми квазикристаллы могли шевелить необычными способами.
Если Вы барабаните в обычный кристалл, вибрация, названная фононом, жужжит через него. Теоретики полагали, что в дополнение к фононам квазикристаллы поддерживают дополнительный вид колебания, названного phason. Phasons, теоретически, перестраивают квазикристаллические структуры, заставляя отдельные атомы подскочить целых несколько ангстремов, когда колебание проходит.
Но никто никогда не видел покачивания, вызванные прохождением phason.Для заставления phasons на месте физик Кеиичи Эдэгоа и его сотрудники в университете Токио использовали микроскоп электронного туннелирования с высокой разрешающей способностью для регистрации метаморфозы квазикристалла. Они сначала нагрели смесь алюминиевого медного кобальта к 1173°C, затем охладили ее к комнатной температуре для формирования квазикристалла из блокировки шестиугольных и пятиугольных ромбов. Серия фотографий показала колонку атомов, подскакивающих приблизительно на один миллимикрон, отчетов бригады в Physical Review Letters 21 августа.
Скачок изменяет шестиугольный ромб на пятиугольный и заставляет прилегающий пятиугольный ромб стать шестиугольным. После нескольких секунд к минутам колонка подскакивает назад и щелкает ромбами назад к оригинальной конфигурации.
«Это – прорыв, потому что мы можем теперь видеть динамические результаты phasons», говорит физик Пауль Штайнхардт из Принстонского университета в Нью-Джерси. Новый метод отображения может также помочь ученым выяснить, укрепляются ли квазикристаллы когда-нибудь в предсказуемое государство – или если они захватывают непредсказуемо в одно из почти бесконечного числа одинаково вероятных конфигураций, говорит физик Майкл Уидом из Университета Карнеги-Меллон в Питтсбурге.