Нобелевская премия по химии 2011 г. присуждена Даниэлю Шехтману из Технологического института Израиля (Хайфа) за открытие квазикристаллов.
Всякий научный результат является новым достижением, совершаемым в процессе научного познания природы и общества. Однако особое значение имеют так называемые революционные открытия, которые затрагивают фундамент науки и опровергают некоторые устоявшиеся научные теории и воззрения. Примером такого открытия в астрономии являются знаменитые законы Кеплера, давшие начало новой астрономии, в математике таким открытием является неевклидова геометрия, предложенная русским геометром Лобачевским, а в физике - теория относительности Эйнштейна.
К разряду таких открытий в современной физике, в частности, в кристаллографии, также относится открытие квазикристаллов, сделанное в 1984 г. израильским физиком Даном Шехтманом.
Чтобы понять и оценить значение этого открытия, необходимо вспомнить основные законы классической кристаллографии.
Как известно, кристаллами называются все твердые тела, в которых слагающие их частицы (атомы, ионы, молекулы) расположены строго закономерно наподобие узлов пространственных решеток.
В течение долгих столетий геометрия кристаллов казалась таинственной и неразрешимой загадкой. В 1619 г. великий немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер обратил внимание на шестерную симметрию снежинок. Он попытался объяснить ее тем, что кристаллы построены из мельчайших одинаковых шариков, теснейшим образом присоединенных друг другу (вокруг центрального шарика можно плотно разместить только шесть таких же шариков). Впоследствии многие великие умы (Роберт Гук, Михаил Ломоносов, Рене Жюст Гаюи, Браве и др.) приложили много усилий для раскрытия тайны кристаллов. Итогом этих изысканий было установление важнейшего закона кристаллографической симметрии, согласно которому для кристаллов возможны оси симметрии лишь первого, второго, третьего, четвертого и шестого порядков. Тем самым на кристаллических фигурах никогда не бывает симметрии пятого порядка, а также осей симметрии выше шестого, так как они невозможны в кристаллических решетках.
Так был найден важнейший закон, проводящий разницу между симметрией кристаллов и симметрией растений и животных, которые широко используют пятерную симметрию. Для кристаллов пятерные оси и оси порядка выше шестого категорически запрещены.
Таковы были каноны традиционной кристаллографии до открытия Шехтмана.
Сплав алюминия и марганца, cтруктуру которого изучал Шехтман, был получен при сверхбыстром охлаждении расплава со скоростью 106 К в секунду.
При этом образуется сплав со структурой, упорядоченной в узоре, характерном для симметрии икосаэдра, обладающего наряду с додекаэдром осями симметрии 5-го порядка.
P.S. Для дополнительного чтения:
Квазикристаллы и золотая пропорция (Наука и жизнь)
Квазикристаллы (УФН) (рус.)
Я не уверен, что ВВ легко согласится, что его частицы - квазикристаллы (хотя что за него говорю!). Да, они изумительно икосаэдрические (причем довольно часто). Да здравствует двойникование!
