Вторник 14 мая 2024 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Удары молнии создают странную форму кристалла, редко встречающуюся в природе


Удары молнии создают странную форму кристалла, редко встречающуюся в природе

Понедельник, 30 Января 2023 20:57

Сильные удары электричества, ударившие по песчаной дюне в Небраске, оставили после себя форму кристалла, редко встречающуюся в природе. Внутри куска фульгурита — или «ископаемой молнии », — созданного мощным разрядом электричества, проникающим в песок и сплавляющим его, ученые обнаружили квазикристалл — такое строение материи, которое когда-то считалось невозможным.

 

Это открытие предполагает, что существуют ранее неизвестные пути образования квазикристаллов, что открывает новые возможности для их синтеза в лаборатории. Исследование ученых опубликовано в PNAS.

 

«Нынешнее исследование было разработано для изучения другого возможного природного механизма образования квазикристаллов: электрического разряда», — говорится в статье группы исследователей во главе с геологом Лукой Бинди из Флорентийского университета в Италии. «Обнаружение квазикристалла в фульгурите с редко наблюдаемой 12-кратной симметрией и составом, о котором ранее не сообщалось, указывает на то, что этот подход также может быть многообещающим в лаборатории».

 

Большинство кристаллических твердых тел в природе, от простой поваренной соли до самых прочных алмазов, следуют одной и той же схеме: их атомы располагаются в решетчатой структуре, которая повторяется в трехмерном пространстве.

 

Твердые тела, которые не имеют этих повторяющихся атомных структур — аморфные твердые тела, такие как стекло, — обычно представляют собой атомный беспорядок, беспорядок атомов, сваленных вместе без рифмы или причины.

 

Квазикристаллы нарушают правило — их атомы расположены по схеме, но эта схема не повторяется.

 

Когда в 1980-х впервые возникла идея квазикристаллов, эта концепция считалась невозможной. Твердые тела могут быть либо кристаллическими, либо аморфными, а не чем-то странным. Но затем ученые действительно нашли их, как в лабораторных условиях, так и в природе, глубоко внутри метеоритов .

 

С тех пор ученые определили, что квазикристаллы в природе могут образовываться только в экстремальных условиях, при невероятно высоких ударах, температуре и давлении.

 

Столкновение с высокоскоростным метеоритом - одна из таких настроек; на самом деле, долгое время это была единственная среда, в которой они были обнаружены в природе, и, таким образом, считалось, что это, возможно, единственное место, где они могли встречаться.

 

Затем Бинди и его коллега, физик Пол Стейнхардт из Принстонского университета, вместе со своей командой нашли квазикристалл, выкованный во время испытания ядерной бомбы в 1945 году . Хотя это и не совсем «естественные» условия, открытие предполагало, что могут быть и другие условия, в которых могут образовываться квазикристаллы.

 

Молния — одна из самых мощных сил в природе , поражает с огромной скоростью и может нагревать воздух, через который она проходит, до температуры, в 5 раз превышающей температуру поверхности Солнца.

 

И когда он ударяется о землю в нужном месте с достаточной силой, он может расплавить песок, оставив после себя фульгурит — «окаменелость» пути, который он прошел через землю.

 

Там есть все ингредиенты: удар, температура и давление. Итак, Бинди, Стейнхардт и их коллеги приступили к исследованию фульгуритов на предмет квазикристаллов.

 

Они получили образец фульгурита из района Сандхиллс в Небраске, извлеченного из места, близкого к упавшей линии электропередач, и подвергли его сканирующей электронной микроскопии и просвечивающей электронной микроскопии , чтобы определить его химический состав и кристаллическую структуру.

 

Образец состоял из расплавленного песка и следов расплавленного металла проводника от линии электропередач. В нем исследователи обнаружили додекаэдрический (двенадцатигранный) квазикристалл ранее неизвестного состава Mn 72,3 Si 15,6 Cr 9,7 Al 1,8 Ni 0,6 . 

 

Атомы в этом квазикристалле образовали структуру с 12-кратной симметрией, расположенную в квазикристаллическом порядке, невозможном в нормальных кристаллах.

 

Неясно, была ли молния или линия электропередачи ответственны за электричество, создавшее фульгурит; однако, основываясь на своем анализе, команда определила, что песок должен был быть нагрет как минимум до 1710 градусов по Цельсию (3110 градусов по Фаренгейту) для создания фульгурита.

 

Исследователи говорят, что это дает представление о том, как ученые могут создавать квазикристаллы в лаборатории. Квазикристаллы, найденные в метеорите, предполагали, что ударный синтез может быть одним из способов; молния предлагает новые возможности.

 

«Обнаружение двенадцатиугольного квазикристалла, образованного ударом молнии или обрывом линии электропередач, предполагает, что эксперименты с электрическим разрядом могут стать еще одним подходом, который можно добавить в наш арсенал методов синтеза», — пишут они в своей статье.

 

И это открытие указывает на то, что раньше могли упускать из виду пути формирования квазикристаллов — как на Земле, так и за ее пределами.

 

«Представленные здесь результаты вместе с содержанием микроэлементов, измеренным в природных квазикристаллах, открывают возможность того, что электрический разряд в ранней солнечной туманности мог сыграть ключевую роль, которая не только объясняет необходимые условия восстановления, но и способствует образованию квазикристаллов», - подытожили ученые.

 
 

 

 

 

Николаева Мария Опубликовано в Наука   Теги Новости
Главное за сутки
В Белгороде завершились поисково-спасательные работы после обрушения части дома В Белгороде завершились поисково-спасательные работы после обрушения части дома В Белгороде завершились поисково-спасательные работы и разбор завалов в жилом доме, где после удара ВСУ обрушился подъезд, сообщила пресс-служба МЧС России. "Удалось спасти 17 человек. К сожалению, 15 человек были…
МО РФ: за ночь уничтожены 4 ракеты Storm Shadow и 12 снарядов РСЗО "Ольха" МО РФ: за ночь уничтожены 4 ракеты Storm Shadow и 12 снарядов РСЗО "Ольха" Средства противовоздушной обороны (ПВО) уничтожили и перехватили за ночь 31 беспилотный летательный аппарат (БПЛА), сбили 4 ракеты Storm Shadow, 12 снарядов РСЗО "Ольха" над Белгородской, Курской и Липецкой областями, а…
Что известно о перестановках в руководстве России Что известно о перестановках в руководстве России Президент России Владимир Путин предложил назначить министром обороны Андрея Белоусова, ранее занимавшего пост первого вице-премьера. Нынешний глава военного ведомства Сергей Шойгу сменит Николая Патрушева на должности секретаря Совета безопасности РФ.…
Интернет и СМИ
Читайте также
Исследовательская группа обнаружила новое свойство света Исследовательская группа обнаружила новое свойство света Исследовательская группа, возглавляемая химиками из Калифорнийского университета в Ирвине, обнаружила ранее неизвестный способ взаимодействия света с материей. Это открытие может привести к улучшению систем солнечной энергии, светодиодов, полупроводниковых лазеров и…
Ученые разработали звукопоглощающий шелк для больших помещений Ученые разработали звукопоглощающий шелк для больших помещений Мы живем в очень шумном мире. От шума транспорта за окном до ревущего телевизора соседа и звуков из кабинета коллеги — нежелательный шум остается серьезной проблемой. Чтобы прорваться сквозь шум,…
PSPB: понимание — важный фактор прочных отношений, о котором часто забывают PSPB: понимание — важный фактор прочных отношений, о котором часто забывают Канадские специалисты из Университета Брока исследовали важность чувства взаимопонимания в романтических и дружеских отношениях. Результатами работы ученые поделились в публикации для научного журнала Personality and Social Psychology Bulletin (PSPB). Команда…
Тема дня
Китай помогает европейцам осознать их собственные интересы Китай помогает европейцам осознать их собственные интересы

Председатель КНР Си Цзиньпин в пятницу 10 мая покинул Будапешт, завершив своё европейское турне, во ...

Фото
Генетический анализ выявил появление новых вирусов на горизонте Генетический анализ выявил появление новых вирусов на горизонте

Они появляются внезапно и, как и коронавирус SARS-CoV-2, могут спровоцировать крупные эпидемии: виру...

Опрос

Продолжат ли США оказывать Украине финансовую и военную помощь в будущем?

 

Анекдот дня

Шли первые дни мая. Мы от радости даже печку затопили...

Еще »
Комментарии для сайта Cackle
Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. При использовании, полном или частичном цитировании материалов

planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.

На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления

информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет",

находящихся на территории Российской Федерации)".