Yeni Bir Tür Kristalimsi Keşfedildi

Eric Heller / Science Photo Library   

Beşli dönme simetrisine sahip bir kristalimsi yapı örneği

Sıradan kristalli katılarda hem ötelenme hem de dönme simetrisi bulunur. Malzemedeki tüm atomları belirli yönlerde belirli miktarda ötelediğinizde ya da simetri eksenleri etrafında belirli açılarla döndürdüğünüzde malzemenin görünümünde bir değişiklik olmaz. Kristalimsi katılarda ise dönme simetrisi vardır ancak ötelenme simetrisi yoktur. Kristalimsi malzemelerdeki atomlar belirli bir simetri ekseninin etrafında, dönme simetrisine sahip düzenli bir yapı oluşturur.

Kristalimsi malzemelerin varlığı ilk olarak 1980’lerin başlarında Al₆Mn alaşımları üzerinde yapılan deneyler sırasında keşfedilmişti. Malzeme bilimci Dan Shechtman, elektron kırınımı deney sonuçlarını incelediğinde malzemenin onlu dönme simetrisine sahip olduğunu (bir simetri ekseni etrafında 360/10=36 derece döndürüldüğünde görünümünün değişmediğini) keşfetmişti.

Kristalimsi malzemeler laboratuvar ortamında çeşitli yöntemlerle üretilebilse de bu malzemelerin doğada kendiliğinden oluşması sık rastlanan bir durum değildir. Hatta uzun yıllar kristalimsi malzemelerin doğada kendiliğinden oluşmasının imkânsız olduğu düşünülmüştü.

Doğal kristalimsi malzemelerin ilk örneği 2009 yılında Paul Steinhard ve arkadaşları tarafından keşfedilmişti. Kimyasal formülü Al63Cu24Fe13 olan malzemenin kaynağı yeryüzüne düşmüş bir meteoritti.

Steinhard ve arkadaşları yakın zamanlarda yeni bir tür doğal kristalimsi keşfetti. Kaynağı ABD’nin Nebraska eyaletindeki Sand Hills bölgesinde keşfedilen bir fulgurit olan kristalimsi malzeme, on ikili dönme simetrisine sahip ve kimyasal formülü Mn_72.3Si_15.6Cr_9.7Al_1.8Ni_0.6.

Fulguritler genellikle yere yıldırım düşmesi sonucu oluşan camsı malzemelerdir. Yeni keşfedilen kristalimsi malzeme sarkık bir elektrik hattının yakınında bulunmuş. Hatta malzemedeki alüminyumun kaynağının da elektrik hattı olduğu düşünülüyor. Tahminlere göre ya bir yıldırım düşmesi ya elektrik hattından toprağa ani bir elektrik boşalması ya da her ikisi birden bölgedeki kumun sıcaklığını 1.700 °C’ın üzerine çıkararak kristalimsi malzemenin oluşmasını sağlayan koşulları ortaya çıkardı.