ロシアに落ちた隕石から宇宙由来の激レアな準結晶が発見される（イタリア研究）

　ロシアに落下した隕石の中から激レアな準結晶が発見された。地球上の自然環境でこの奇妙な物質が目撃されたのは、これまでたったの3度しかないそうだ。

　宇宙に起源を持つこの結晶は非常に珍しい。だが本当に凄いのは、原子構造が実に変わっていることだ。数十年間その存在は”あり得ない”とまで言われ、あまりの風変わりさに最初に発見した科学者のキャリアを台無しにしたほどだ。

　この新しく発見された準結晶標本は、イタリア、フィレンツェ大学の地質学者ルカ・ビンディのチームによって発見された。

隕石から発見された宇宙起源の準結晶

　チームは、5年前ロシアの極東に位置するハトゥイルカ地域に落下した小さな隕石の粒を調査。その内部に幅数ミクロンの準結晶を発見した。

　これは同じ隕石の粒の中で発見された3つ目の準結晶である。つまり、もっと別のものが見つかる可能性があるということで、その構造はさらに奇妙なものですらあるかもしれないという。

準結晶とは？

　そもそも準結晶とは一体何だろうか？ これは基本的に結晶の対称的な特性と無定形個体の無秩序さとを組み合わせた、まったくユニークな原子構造で構成されたものだ。

　雪の結晶、ダイヤモンド、食塩のような通常の結晶は、ほぼ完璧な対称性で並んだ原子によって作られている。一方、ほとんどの金属、岩石、氷などの多結晶は、ガラス、ワックス、多くのプラスチックのような無定形個体のように、よりランダムかつ無秩序な構造を持つ。

　そして今を遡ること1982年、イスラエルの化学者ダニエル・シェヒトマンが、自然に存在し得るまた別の種類の原子構造を提唱した。それは奇妙な、半順序的な物質で、反復パターンが一切ない原子構造を持つ。

　彼が実験室で作り上げた合成物質のサンプルの中にいくつか発見したとき、ヘブライ語でこう独り言ちたという。「Eyn chaya kao」と。「こんな構造はあり得ない」という意味だ。

　この発見が評価され、シェヒトマンは2011年にノーベル化学賞を贈られているが、それまでの数十年間、半順序構造などという馬鹿げたものを提唱した者として、仲間内から文字通り笑い者にされてきた。

準結晶は5回対称性というというこれまでではありえない結晶状構造

　準結晶があり得そうに思えないのは、ほぼ2世紀に渡って、原子構造の完全な対称性は極めて厳格なルールに従うと考えられてきたからだ。

　準結晶の存在が確認される以前、ある構造が反復する対称構造を持つためには、2回対称、3回対称、4回対称、6回対称という4種類の回転対称性のうちのいずれかを呈していなければならないと考えられてきた。

　準結晶はこのルールを破った。5回対称性という結晶状構造を持つのだ。

　例えば、風呂場の床をびっちりとタイルで敷き詰めるには、長方形、三角形、正方形、六角形のタイルを用いなければならない。ほかの形状では上手くいかず、隙間ができてしまう。

　準結晶は五角形のタイルのようなものだ。正方形や長方形のようにはぴったり敷き詰めることができない。だが、他の原子形状がその隙間を埋めてくれる。次のような具合だ。



　最初の画像でもその様子を見て取れる。

　こちらは例の新しく発見された準結晶の5回対称の画像だ。



　準結晶は自然界（少なくとも地球上には）には滅多に存在しないが、実験室で作り出すことはかなり簡単だ。そして合成準結晶はフライパンやLEDライトまで様々なものに組み込まれている。

　新発見の準結晶からは、アルミニウム、銅、鉄原子がサッカーボールの五角形デザインのように組み合わさっていることが確認されている。

　自然界でこの特定の組成が発見されたのは初めてのことである。つまり、この奇妙な物体についてはまだまだ謎が隠されているということだ。

via:scienceworldreport/
dnaindia/sciencealertなど/ translated hiroching / edited by parumo
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