ภาพตัดขวางของฟูลกูไรต์ที่มีสายไฟหลอมละลายอยู่ตรงกลาง

ควอซิคริสตัลชนิดใหม่ซึ่งมีสมมาตร 12 เท่าถูกค้นพบในสถานที่ที่คาดไม่ถึง ทำให้นักธรณีวิทยาและนักคณิตศาสตร์สงสัยว่าโครงสร้างแบบนี้อาจถูกมองข้ามไปที่ไหนอีก

• บทความอื่น ๆ : ahpanama.com

Quasicrystals (หรือ quasiperiodic crystals) เป็นโครงสร้างของอะตอมที่ไม่มีความสมมาตรในการแปล แต่มีความสมมาตรในลักษณะอื่นนอกเหนือไปจากความสมมาตรแบบการหมุนของผลึกจริง หลังจากสังเคราะห์ขึ้นครั้งแรกในปี 1984 และพบตามธรรมชาติในปี 2009 เราอาจเพียงแค่เกาพื้นผิวของกระบวนการที่สามารถสร้างควาซิคริสตัลได้

ควอซิคริสตัลที่ยังไม่ระบุชื่อถูกพบภายในตัวอย่างของฟู ลกูไรต์ ที่ก่อตัวขึ้นจากทรายและโลหะจากสายไฟที่กระดกซึ่งได้รับความร้อนอย่างน้อย 1,710°C (3,110°F) มีรายงานองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างของคริสตัลในเอกสารฉบับใหม่ อย่างไรก็ตาม ผู้เขียนไม่ทราบว่าพลังงานที่จำเป็นในการสร้างคริสตัลนั้นมาจากสายฟ้าฟาดหรือไฟฟ้าที่สายไฟเคยบรรทุกไว้

คริสตัลแท้เป็นโครงสร้างที่มีลำดับสูงซึ่งแสดงทั้งความสมมาตรแบบหมุนและแบบแปล: คุณจะได้รับสิ่งเดียวกันทุกประการหากคุณหมุนด้วยจำนวนองศาที่กำหนดหรือเลื่อนทุกอย่างไปด้านข้างตามจำนวนที่กำหนด สิ่งนี้ทำให้เซลล์ที่ประกอบเป็นคริสตัลเรียงซ้อนกันได้อย่างสมบูรณ์โดยไม่มีช่องว่าง ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความสมมาตรเพียง 2, 3, 4 และ 6 เท่าเท่านั้น

การค้นพบการปูกระเบื้องแบบเว้นระยะพิสูจน์ให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะเติมช่องว่างสองมิติด้วยสมมาตรแบบหมุนได้แต่ไม่เชิงแปล เนื่องจากรูปทรงเหล่านี้ไม่เคยซ้ำกันอย่างสมบูรณ์ สิ่งนี้นำไปสู่การทำนายและการผลิตรูปแบบสามมิติที่มีลักษณะเดียวกันในภายหลัง การค้นพบไอโคซาเฮอร์ไดรต์พิสูจน์ให้เห็นว่าโครงสร้างดังกล่าวสามารถก่อตัวขึ้นเองตามธรรมชาติ และมีการเปิดเผยความสมมาตรที่น่าประหลาดใจมากมาย

ผลึกควอซิคริสตัลที่มีความสมมาตร 5, 8, 10 และ 12 เท่าถูกสร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการและพบในอุกกาบาตประเภทคาร์บอนาเชียสคอนไดรต์และในสถานที่ทดสอบนิวเคลียร์ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2554 ควอซิคริสตัลถูกสร้างเป็นกระทะเคลือบสารกันติดและเสนอสำหรับอุปกรณ์ผ่าตัด ต้องขอบคุณความแข็งที่ยอดเยี่ยม

รูปแบบการเลี้ยวเบนที่เกิดจากควอซิคริสตัลที่มีความสมมาตร 12 เท่า เช่นเดียวกับที่พบใหม่จากการปลดปล่อยกระแสไฟฟ้า เครดิตรูปภาพ: Luca Bindi et al., PNAS, 2022รูปแบบการเลี้ยวเบนที่เกิดจากควอซิคริสตัลที่มีสมมาตร 12 เท่าเหมือนกับที่พบใหม่จากการคายประจุไฟฟ้า เครดิตรูปภาพ: Luca Bindi et al., PNAS, 2022

การระเบิดนิวเคลียร์และดาวตกเป็นสัญลักษณ์ของสภาวะที่รุนแรง ทำให้เกิดคำถามว่าควาซิคริสตัลสามารถก่อตัวตามธรรมชาติในสภาพแวดล้อมที่เงียบสงบได้หรือไม่ ฟ้าผ่านั้นไม่ได้สงบอย่างแน่นอน แต่ทุกอย่างสัมพันธ์กัน ดังนั้นการค้นพบควาซิกคริสตัลใกล้เมืองไฮยานนิส รัฐเนแบรสกา ทำให้รายการความเป็นไปได้ในการก่อตัวของควอซิกคริสตัลกว้างขึ้นอย่างน้อยที่สุด

ฟูลกูไรต์ที่พบควอซิคริสตัลมีความยาวประมาณ 2 เมตร (7 ฟุต) แต่ไม่เกิน 8 เซนติเมตร (3.2 นิ้ว) นอกจากนี้ยังมีคริสตัลธรรมดาที่ประกอบด้วยธาตุห้าชนิดเดียวกันกับควอซิคริสตัล ได้แก่ แมงกานีส ซิลิกอน นิกเกิล โครเมียม และอะลูมิเนียมในปริมาณที่ต่างกัน

ทั้งแมงกานีสและอลูมิเนียมคิดว่ามาจากสายไฟ โดยมีองค์ประกอบอื่นๆ อยู่ในทรายในท้องถิ่นความสมมาตร 12 เท่า (รู้จักกันในชื่อ dodecagonal) หมายถึงทุกๆ การหมุน 30 องศาจะทำให้ผลึกควอซิคริสตัลอยู่ในสถานะเดียวกัน สิ่งนี้เกิดขึ้นกับชั้นอะตอมแต่ละชั้นที่มีระยะห่างเท่าๆ กัน แม้แต่ในควาซิคริสตัลที่ทำในห้องปฏิบัติการ ความสมมาตรแบบสิบเหลี่ยม (10 เท่า) ก็ยังพบได้ทั่วไปมากกว่าแบบสองเหลี่ยมที่เห็นในที่นี้ นอกจากรูปแบบที่แน่นอนของควาซิกคริสตัลที่เป็นของใหม่แล้ว การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าการปล่อยกระแสไฟฟ้าที่ทรงพลังอาจเป็นเครื่องมือใหม่สำหรับการก่อตัวของควาซิกคริสตัล