Создана математическая модель самого сложного из известных кристаллов

Группа исследователей из Университета штата Мичиган сделали математическую модель наиболее сложной кристаллической структуры, известной ученым сегодня. Эта математическая модель позволила ученым лучше понять тонкости взаимодействия между атомами кристаллической решетки сложных кристаллов и показать, как сложность может возникать в результате сочетания ряда простых правил. При поиске неискушенного глаза икосаэдрическая квазикристаллическая # 187; (Икосаэдральными квазикристаллическая), кажется, состоит из множества чередующихся образцов. Тем не менее, в действительности это не так, то в кристаллической структуре нет дубликатов образцов, хотя он обладает вращательной симметрией, как футбольный мяч, состоящей из пяти- и шестигранных секций.

Симметрию икосаэдра встречаются в природе достаточно часто, оно имеет оболочку из некоторых типов вирусов и С60 молекулы фуллерена. Но в обычных кристаллических веществ такого рода симметрии запрещено # 187;. Это все равно что пытаться покрыть поверхность пола в ванной комнате пятиугольных плиток, которые не складываются, заполняя всю область # 187; — Говорит Майкл Энгель (Michael Engel), ведущий ученый проекта — икосаэдрическая квазикристаллическая является одним из природных вариантов для получения симметрию икосаэдра. Это возможно, только если структура исключая периодичность тем самым формируя чрезвычайно сложной кристаллической решетки # 187;.

Икосаэдрических квазикристаллов были открыты более 30 лет назад, и в 2011 году, Дан Шехтман, Израиля химик и физик, который получил Нобелевскую премию по химии. По сей день, инженеры ищете эффективные методы производства таких кристаллов различных материалов. Из-за их оси симметрии, такие кристаллы имеют уникальное свойство называют фотонной запрещенной зоной, который возникает, когда расстояние между отдельными частицами или их частей частиц по сравнению с длиной волны света. Такие частицы с икосаэдрической симметрией и заказал особым образом, могут действовать как эффективные ловушки фотоны света, поступающих со всех направлений, а это, в свою очередь, могут быть использованы для повышения эффективности солнечных батарей, в области оптических коммуникаций, и во многих других Поля.

# 171; квазикристаллов Когда исследователи изучают в лаборатории, они обычно не имеют никакой информации о точном местонахождении каждого атома. Они изучают, как эти материалы отражают или преломляют свет, как они взаимодействуют с другими типами излучения и на основе этих данных, ученые пытаются воссоздать структуру кристаллической решетки. Никто не еще не был в состоянии сделать любой материал собрать # 187; икосаэдрическая симметрии кристалла или в компьютерной модели, и даже более живой и # 187; — Говорит Майкл Энгель.

Тем не менее, модель, созданная с помощью Мичиган исследователей, впервые позволит ученым наблюдать образование икосаэдрической симметрии. Единственным недостатком этой модели является то, что он работает, то есть создает кристалл с помощью гипотетической частицы такого же типа, в то время как для создания реальной структуры квазикристаллов должен иметь по меньшей мере два или три атома различных элементов.

Несмотря на свои недостатки, математическая модель квазикристалла позволило ученым определить, что каждый из частиц, каждая из атомов взаимодействуют с другими атомами удаленных от него на расстоянии, не превышающем общую длину трех периодов кристаллической решетки. И когда исследователи разработали более тщательный анализ структуры квазикристаллов, они обнаружили, что взаимодействие между атомами подчиняться законам # 171, # 187 золотое сечение;, которая зависит от многих вещей в мире вокруг нас, который часто определяет понятие гармонии и красоты в искусстве и незримо присутствует даже в некоторых вещах техногенного происхождения.