Регистрация Войти
Вход на сайт

ТОП Новости
» » Создана математическая модель самого сложного из известных кристаллов

Создана математическая модель самого сложного из известных кристаллов

Модель двадцатигранного квазикристалла

Группа исследователей из Мичиганского университета составили математическую модель наиболее сложной кристаллической структуры, знаменитой ученым на сегодняшний девай. Эта математическая модель позволила ученым абсолютнее осмыслить тонкости взаимодействия между атомами решетки сложных кристаллов и продемонстрировать, будто сложность может возникать из комбинации множества простых правил. При взоре неискушенным буркалом "двадцатигранный квазикристалл"(icosahedral quasicrystal)вроде бы заключается из множества чередующихся манеров. Однако, на самом деле это абсолютно не настолько, в структуре кристалла дудки никаких повторяющихся манеров, алкая он и демонстрирует осевую симметрию, подобно футбольному мячу, заключающемуся из пяти- и шестигранных участков.

Двадцатигранная симметрия встречается в натуре довольно дробно, ею обладают оболочки кое-каких субъектов вирусов и молекулы фуллерена C60. Однако в всегдашних кристаллических веществах подобный внешность симметрии "находится под запретом". "Это похоже на попытку накрыть поверхность пустотела в ванной горнице пятигранной плиткой, какая не складывается, заполняя всю площадь" - повествует Майкл Энгель(Michael Engel), ведущий ученый настоящего проекта, - "Двадцатигранный квазикристалл изображает одним из натуральных вариантов получения двадцатигранной симметрии. Это становится вероятным всего при исключении из структуры периодичности, в итоге чего образуется невообразимо сложная кристаллическая решетка".

Структура двадцатигранного квазикристалла

Двадцатигранные квазикристаллы были разинуты более 30 лет назад, а в 2011 году Дан Шехтман, израильский ученый-химик и физик, получил за это Нобелевскую премию в области химии. И по сей девай инженеры разыскивают эффективные методы производства подобных кристаллов из неодинаковых материалов. Из-за их осевой симметрии таковские кристаллы обладают уникальным свойством, величаемым фотонной запрещенной полосой, какая возникает, когда интервал между капельками или раздельными долями капелек сравнивается с длиной волны света. Таковские капельки, обладающие двадцатигранной симметрией и упорядоченные особым образом, могут выступать в качестве эффективных ловушек фотонов света, прибывающего со всех течений, а это, в свою очередность, может быть использовано для увеличения эффективности солнечных батарей, в области оптических коммуникаций и во силе иных зон.

"Когда исследователи проходят квазикристаллы в лаборатории, они, будто правило, не владеют информации о аккуратном благоволении всякого атома. Они проходят, будто эти материалы отражают или преломляют свет, будто они взаимодействуют с излучением иных субъектов и на основе этих настоящих ученые пробуют воссоздать структуру кристаллической решетки. Никому еще не вытанцовывалось вынудить аккурат материал "собраться" в кристалл двадцатигранной симметрией ни в компьютерной модели, а тем более и вживую" - повествует Майкл Энгель.

Симметрия двадцатигранного квазикристалла

Однако, модель, созданная мичиганскими исследователями, впервинку позволит ученым следить процесс формирования двадцатигранной симметрией. Единым дефектом модели изображает то, что она оперирует, т.е. образовывает кристалл, используя некую гипотетическую капельку одного субъекта, в то времена будто для создания реальной квазикристаллической структуры требуется наличность вселенная двух-трех атомов неодинаковых элементов.

Несмотря на водящиеся дефекты, математическая модель квазикристалла уже позволила ученым выяснить, что всякая из капелек, всякий из атомов, взаимодействует с иными атомами, высланными от него на дистанция, не превышающее суммарной длины трех интервалов кристаллической решетки. И когда исследователи произвели более скрупулезный разбор структуры квазикристаллов, они выяснили, что взаимодействие между атомами подчиняется законам "золотого сечения", каким подчиняется многие вещи в облегающем нас мире, какое больно дробно определяет понятие гармонии и красы в искусстве и какое незримо присутствует даже в кое-каких штуках техногенного происхождения.
Рейтинг статьи:
  

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.