Пятница 24 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
Путин подписал указ о компенсации России ущерба от изъятия активов Соединенными Штатами Путин подписал указ о компенсации России ущерба от изъятия активов Соединенными Штатами Президент России Владимир Путин поручил правительству установить специальный порядок компенсации ущерба, причиненного РФ и ее Центробанку решениями государственных или судебных органов США. Соответствующий указ опубликован на официальном портале правовой информации.…
Силы ПВО за ночь сбили 35 снарядов от РСЗО и 3 БПЛА над Белгородской областью Силы ПВО за ночь сбили 35 снарядов от РСЗО и 3 БПЛА над Белгородской областью Средства противовоздушной обороны (ПВО) за ночь сбили 35 снарядов реактивных систем залпового огня (РСЗО) и 3 БПЛА над Белгородской областью. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи…
Норвегия с 29 мая запретит въезд для российских туристов  Норвегия с 29 мая запретит въезд для российских туристов  Норвегия с 29 мая будет отказывать во въезде россиянам, прибывающим в страну в целях туризма. Об этом говорится в заявлении, опубликованном на сайте норвежского правительства. "Правительство Норвегии вводит дополнительные ограничения…
Интернет и СМИ
Читайте также
PNAS Nexus: микрофлора кишечника влияет на рациональное поведение людей PNAS Nexus: микрофлора кишечника влияет на рациональное поведение людей Французскими специалистами из Парижского института мозга и Боннского университета проведено исследование, показавшее, что состояние микробиоты кишечника (сообщества микроорганизмов) способны влиять на чувствительность к справедливости и другие стороны взаимоотношений людей. Как…
Теплые океанские приливы разъедают «ледник Судного дня» в Антарктиде  Теплые океанские приливы разъедают «ледник Судного дня» в Антарктиде  Океанские приливы прорываются под толстый слой антарктического льда, получивший название «ледник Судного дня» из-за угрозы глобальному уровню моря, и тают его снизу. Ежедневные вторжения морской воды, обнаруживаемые спутниками, означают, что…
Разработан препарат, откладывающий развитие болезней Паркинсона и Альцгеймера Разработан препарат, откладывающий развитие болезней Паркинсона и Альцгеймера Медики из USC Keck School of Medicine (США) разработали методику профилактики, способную отложить возрастные нейродегенеративные заболевания (болезни Альцгеймера и Паркинсона, гидроцефалию и др.). Результаты их исследования опубликованы на портале Nature…
Тема дня
Эстонские власти воюют с мертвыми солдатами Красной армии Эстонские власти воюют с мертвыми солдатами Красной армии

Десятки захоронений советских солдат прямо сейчас вскрывают эстонские власти на Военном кладбище Тал...

Фото
Миграция в Америку потенциально произошла на 7000 лет раньше, чем считалось Миграция в Америку потенциально произошла на 7000 лет раньше, чем считалось

Одна из самых горячо обсуждаемых тем археологии — прибытие людей в Америку — получила дополнительный...

Опрос

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

 

Анекдот дня

Проблема не в том, что люди массово уничтожают дерматинов и синтепонов ради их шкурок, а в том, что из их мяса стали делать колбасу и сосиски.

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)".