Dritte Klasse natürlicher „Quasi-Kristalle“

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Luca Bindi, Chaney Lin, Chi Ma & Paul J. Steinhardt
Luca Bindi, Chaney Lin, Chi Ma & Paul J. Steinhardt

Es gibt mehrere Wege, einen Quasikristall zu erschaffen, alle Wege basieren jedoch auf chemischer Manipulation im Labor. Zum ersten Mal nun fanden Wissenschaftler eine solche regelbrechende Seltenheit in den eisigen Weiten Sibiriens – gänzlich ohne zuvor künstlich hergestellten Komponenten.

Paul Steinhardt der Princeton University suchte wie besessen nach den ominösen Quasi-Kristallen, seit er deren Existenz in den frühen 80’er Jahren vorhersagte. Davor kannte die Wissenschaft lediglich zwei Arten fester Materie: Kristalle, deren Atome sauber in ein sich wiederholendes Muster eingefügt sind und amorphe Feststoffe, die keine solche Ordnung besitzen.

Quasikristalle, auch als Quasi-periodische Kristalle bekannt, befinden sich kristallographisch gesehen zwischen präziser Kristallstruktur und strukturlosen amorphen Gläsern. Ähnlich den regulären Kristallen besitzen sie eine geordnete Struktur, das Muster allerdings ist subtil und folgt keinen regelmäßigen Intervallen. 1928 gelang es Forschern zum ersten Mal, synthetische Quasi-Kristalle zu züchten, mittlerweile existieren bereits über 100 verschiedene Typen.

www.nature.com
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Der neueste Fund hingegen ist erst das dritte Beispiel natürlicher Entstehung dieser Phänomene; alle drei wurden im Krater des Khatyrka-Meteoriten im Nordosten Russlands gefunden und scheinen Kupfer, Eisen und metallisches Aluminium zu benötigen, das nur hier in unoxidierter Form auftritt. „Es ist schwierig, systematisch nach Dingen zu suchen, die typischerweise zwischen zehn und wenigen hundert Mikrometern messen, insbesondere wenn  man einen riesigen Meteoriten Korn für Korn untersuchen muss. Wenn man nicht komplett verrückt ist, macht man so etwas sicher nicht“, schmunzelt Steinhardt.

Er und sein Team entwickelten eine Theorie, die sich auf die Schmelzstruktur im Khatyrka-Meteoriten stützt und einen gewaltigen Impakt im Weltall – beispielsweise die Kollision zweier Asteroide – als Grund für die Entstehung der ungewöhnlichen Kristalle nennt. Daraus wiederum könne man folgern, wie das Milieu im frühen Sonnensystem ausgesehen haben könnte. Steinhardt zufolge wird man den neuentdeckten Quasi-Kristall nach der abschließenden Laboranalyse ohne weiteres künstlich reproduzieren und einen weiteren Schritt in die Zukunft der Materialforschung machen können.

   

    

Quelle: New Scientist / Encyclopedia Britannica

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Christoph Faist

Studiert seit 2015 am gemeinsamen Geozentrum von LMU und TU in München.

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