(大紀元記者張秉開綜合報導)科學家在年齡45億年的隕石中再次發現神奇合金,其原子排列呈現「不可能的」10面對稱稜柱體的特點。
據《探索》(discovery)3月19日報導,在這塊接近太陽系年齡(推測小於50億年)的隕石中,發現這種神奇的類似晶體的礦物質,是有趣的科學之謎。主持這項研究的美國普林斯頓大學保羅•斯坦哈德(Paul Steinhardt)博士尚未為新發現的物質命名。
這種物質在科學上稱為準晶體,因为它看似晶體,但是其微觀結構中的原子排列方式不同於晶體,其原子排列是正十邊面稜柱體。普通晶體的原子排列為二、三、四、六次旋轉對稱,準晶體為五次以上甚至二十次的對稱。
讓人驚奇的是,除了這顆隕石的45.7億年齡幾乎與太陽系差不多,還發現這塊準晶體是通常情況下不可能形成的鋁、鎳和鐵的合金,因為鋁被氧化後無法與鎳和鐵組合在一起。
隕石中準晶體成因不明
據《探索》報導,這是第二次在這塊隕石顆粒中發現準晶體。2009年,斯坦哈德博士第一次在來源於俄羅斯楚科奇(Chukhotka)的Khatyrka隕石中,發現正二十面體(Icosahedrite)結構的鋁銅鐵合金準晶體。推測其隕石是在大約1.5萬年前墜落地球。
對於自然界隕石中存在準晶體的原因,英國《每日郵報》3月19日報導引述斯坦哈德博士的話說:「我們知道,隕石墜落效應可以產生溫度高達凱爾文溫標的1000至2000度,而且隕石中的壓力可高達10萬個大氣壓以上,但是這並不足以真正的說明(準晶體)形成。」
斯坦哈德博士進一步解釋說:「我們不知道準晶體是罕見還是很常見,它們怎樣形成的,以及能否在其他的太陽系中形成。」
該發現發表於2015年3月13日的《科學報導》(Scientific Reports)。
準晶體應用廣泛 原子排列非常規則
早在1984年,以色列理工學院科學家丹尼爾•捨特曼(Daniel Shechtman)在實驗室的鋁錳合金中,第一次發現電子衍射斑為正五邊形對稱的原子排列。此後,科學家在實驗室發現多種準晶體。捨特曼因發現準晶體獲得2011年諾貝爾化學獎。
因為準晶體很堅硬、摩擦係數小(滑)、導熱性差的特點,而被應用廣泛,從飛機表面的塗層到日常生活的不粘鍋。但是,2009年之前,科學家一直認為準晶體的結構「太脆弱」,不能自然形成。
資料記載,使用電子顯微鏡、X射線衍射等方法觀察準晶體的結構,可以呈現美麗的各種對稱衍射圖案,而且在那些反應原子排列的美妙形態中隱藏著黃金分割1.618。
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