Bilim Adamları Bir Parçacık Kutusunu Titreştirdiler ve Tuhaf Yeni Bir Malzeme Oluşturdular : ScienceAlert

Sığ bir tepside sallanan binlerce küçük metal kürenin görüntüleri, bir zamanlar imkansız olduğu düşünülen bir parçacık dizilişini ortaya çıkardı.

Fransa’daki Paris-Saclay Üniversitesi’nden bir fizikçi ekibi, ilk kez milimetre ölçeğinde granüler bir malzemede kendiliğinden ortaya çıkan ‘yarı kristal’ olarak bilinen alışılmadık bir düzen ve kaos kombinasyonunu gözlemledi.

Sırada güzellik varsa, kristaller zarafetin ve çekiciliğin tezahürüdür.

Öte yandan yarı kristaller, bilim adamlarının uzun süredir var olduklarını bile inkar ettikleri garip kardeşlerdir.

Sonra 1980’lerin başındabir alüminyum ve manganez alaşımının analizi, bir kristalin sonsuz periyodik modellerinden yoksun düzenli bir malzemenin inkar edilemez özelliklerini ortaya çıkardı.

Bu bir sözde kristaldi… atomların katılaşmış düzenini ya kristaller ya da karışık dağınıklıklar olarak kısıtladığı düşünülen simetri kurallarını çiğneyen bir malzeme.

O zamandan beri yarı kristaller, laboratuvardan tarlaya ve yukarıdaki göklere kadar çeşitli yerlerde ortaya çıktı. Hâlâ yaygın olmaktan uzak olsa da, fizikçilerin bir zamanlar düşündüğü kadar yasak olmayan bir yapı, çeşitli ölçeklerdeki parçacıklardan kendiliğinden oluşan bir yapı, bir sallamayla kolayca yeniden düzenlenen nesneler dahil.

Bu, parçacık boyutunun sınırları ve doğru malzeme türlerinin yarı kristal bir modelde kendiliğinden bir araya gelebileceği koşullar hakkında bazı ilginç soruları gündeme getiriyor.

Bilgisayar simülasyonlarından başlayarak, araştırmacılar, küre boyutları ile küçükten büyüğe parçacıkların oranı arasındaki bir ilişkiyi belirlediler ve potansiyel olarak uzun menzilli yarı kristal simetriyi yansıtan düzenlemelere düşebilecek bir karışım oluşturdular.

Bu, sığ bir kapta biri 2,4 milimetrenin hemen altında, diğer yarısı bu boyutta olan iki farklı çapta 3.840 manyetik olmayan çelik küreyi birleştiren bir deneyin temeli olarak kullanıldı.

Saniyede 120 kez titreşmek üzere ayarlandığında, parçacıkların 2B düzenlemelerini haritalandıran bir kurulum kullanarak sarsıntıyı filme almaktan başka yapacak çok az şey vardı.

Bir haftalık itiş kakıştan sonra araştırmacılar, küçük ve büyük metal boncukların küçük, lokalize konfigürasyonlarının görünümü ve bu ‘karoların’ zaman içinde ve kap boyunca tekrarlanma biçimleri hakkında iyi bir ölçüme sahip oldular.

Araştırmacılar, şu anda ön baskı sunucusunda bulunan raporlarında “İlginç bir resim ortaya çıkıyor gibi görünüyor” diyor. arXiv.comhakem değerlendirmesi bekliyor.

“İstenen şekillerdeki karolar, muhtemelen verimli yerel paketlemelerinin bir sonucu olarak çok hızlı oluşuyor. Bununla birlikte, küresel hizalama, nadir görülen olaylar gibi görünen çok daha toplu yeniden düzenlemeleri gerektiriyor.”

Yarı kristallerin hem küçük, atomik ölçekli hem de daha granüler, milimetre ölçekli sistemler altında benzer şekillerde oluştuğunu bulmak, ekibin beklemediği bir şeydi. Aslında, çalışmanın kıdemli yazarı teorik fizikçi Giuseppe Foffi’ye göre, deney bir tür bahis olarak başladı.

Foffi, “Bu, işe yaramayacağını söyleyen bir meslektaşımla bir iddia olarak doğdu, ama neden denemeyeyim dedim, ilginç olabilir,” dedi Foffi. söylenmiş Yeni Bilim İnsanı Karmela Padavic-Callaghan.

Alışılmadık simetrileri ve uzun mesafelerdeki ilginç desenleriyle yarı kristaller çeşitli uygulamalar olabilir Yalıtım ve elektronikte.

Bir kristalin tüm mükemmel görünümüne sahip olmayabilirler, ancak garip kardeşin kesinlikle kendine has bir çekiciliği var.

Bu araştırma yayınlandı arXiv.