과학자들은 이제까지 가장 큰 준결정을 만들었습니다. 그들 중 한 사람은 그것이 불가능할 것이라고 확신했기 때문입니다.

Jan 23, 2024

한때 불가능하다고 여겨졌던 비반복 수정의 일종인 준결정은 수천 개의 금속 공을 트레이에 담아 일주일 넘게 흔들면서 만들어졌습니다.

연구자들은 일주일 동안 트레이에 있는 수천 개의 금속 구슬을 흔들면서 사상 최대 규모의 준결정을 만들었습니다. 이는 과학자들이 이전에는 불가능하다고 생각했던 구조입니다.

초기 이슬람 예술의 불규칙하고 반복되지 않는 타일 패턴으로 처음 표현된 준결정은 원자가 규칙적인 배열에 들어맞지만 흥미롭게도 결코 반복되지 않는 결정입니다. 그것들은 결정체이지만, 한때 전통적인 결정체와 더 혼란스러운 구조의 고체를 나누는 데 사용되었던 대칭 규칙을 고집스럽게 깨뜨립니다.

1981년에 처음 이론화되고 1982년에 발견된 이 구조는 한때 논쟁의 여지가 있었던 과학자를 자신의 발견을 옹호했다는 이유로 연구실에서 쫓겨나게 만들었습니다. 이후 그에게 2011년 노벨 화학상을 수여했습니다.

관련된:화석화된 번개 덩어리 속에 숨어 있는 지금까지 본 적 없는 '수정 같은 물질'은 아마도 새로운 광물일 것이다

이제 과학자들은 비슷한 논쟁의 여지가 있는 상황에서 사상 최대 규모의 준결정을 만들었습니다. 이는 수석 연구원과 동료가 실험이 성공할 것인지에 대한 내기의 결과입니다. 연구원들은 7월 4일 사전 인쇄 서버 arXiv에 연구 결과를 발표했습니다. 논문은 아직 동료 검토를 거치지 않았습니다.

발견 이후 수백 개의 준결정이 실험실에서 만들어졌으며 일부는 자연에서도 발견되었습니다. 그러나 그것들은 모두 상당히 작으며 마이크로미터에서 나노미터 규모 사이의 입자, 즉 머리카락 너비의 0.001%에서 1% 사이의 입자로 만들어집니다. 과학자들은 수천 배 더 큰 준결정을 만들 수 있는지 확인하고 싶었습니다.

—새로 발견된 '아인슈타인' 타일은 수십 년 된 수학 문제를 해결하는 13면 모양입니다.

—과학자들은 피보나치 레이저로 원자를 폭발시켜 시간의 '추가' 차원을 만듭니다.

—세계 최초의 핵폭탄 실험으로 희귀하고 초자연적인 수정이 탄생했습니다.

준결정 내부의 입자가 얼마나 커질 수 있는지 조사하기 위해 연구진은 컴퓨터 시뮬레이션을 실행하여 큰 준결정을 형성하는 데 가장 적합한 유형의 입자를 찾았습니다. 그 결과는 두 개의 입자, 즉 직경이 2.4mm(0.09인치)인 입자와 직경이 1.2mm(0.047인치)인 입자를 사용해야 함을 나타냅니다.

연구진은 두 크기의 강철 구체 약 4,000개를 얕은 용기에 넣은 후 구체가 일주일 동안 초당 120회의 속도로 흔들리고 밀치도록 설정하고 발생하는 과정을 촬영했습니다. 연구진은 실험을 검토한 후 논문에 "흥미로운 그림이 나타나는 것 같다"고 적었습니다.

구체는 세 가지 기본 부분으로 구성된 준결정의 타일로 된 반복되지 않는 구조로 스스로 배열되었습니다. 하나 또는 네 개의 작은 구체가 중앙에 배치된 정사각형의 큰 구체와 중앙에 작은 구체가 있는 삼각형을 형성하는 큰 구체입니다. .

준결정의 실제 응용 분야는 대부분 아직 갈 길이 멀지만, 준결정의 고유한 특성으로 인해 물체를 열로부터 보호하고 강철을 강화하며 부러진 뼈를 수리할 수 있습니다. 이 새로운 결정과 다른 준결정과의 유사성에 대한 추가 연구를 통해 이러한 가능성이 현실화될 수 있습니다.

Essentials 뉴스레터에 가입하여 최신 과학 뉴스를 받아보세요.

Ben Turner는 영국에 거주하는 Live Science의 전속 작가입니다. 그는 기술과 기후 변화와 같은 주제 중에서 물리학과 천문학을 다루고 있습니다. 그는 University College London에서 입자물리학 학위를 취득한 후 저널리스트로 훈련받았습니다. 글을 쓰지 않을 때 Ben은 문학 읽기, 기타 연주, 체스로 당황하기를 즐깁니다.

과학자들은 실제로 실온 초전도체를 만들었습니까? 전문가들은 그렇게 빠르지는 않다고 말합니다.

이 놀라운 이미지에서 우주에서 가장 밝은 물체 중 하나에서 나오는 희귀한 '아인슈타인 십자가'가 빛을 왜곡합니다.