Ein Forscherteam der Università di Firenze, der University of South Florida, des California Institute of Technology und der Princeton University hat einen Vorfall eines Quasikristalls entdeckt, der während einer versehentlichen elektrischen Entladung gebildet wurde.
In ihrem Artikel veröffentlicht in Proceedings of the National Academy of Sciencesbeschreibt die Gruppe ihre Untersuchung eines Quasikristalls, der in einer Sanddüne in Nebraska gefunden wurde.
Quasikristalle sind, wie der Name schon sagt, kristallähnliche Substanzen. Sie besitzen Eigenschaften, die in gewöhnlichen Kristallen nicht zu finden sind, wie z. B. eine sich nicht wiederholende Anordnung von Atomen. Bisher wurden Quasikristalle eingebettet in Meteoriten und in den Trümmern nuklearer Explosionen gefunden. Bei dieser neuen Anstrengung fanden die Forscher einen, eingebettet in eine Sanddüne in Sand Hills, Nebraska.
Die Untersuchung des Quasikristalls zeigte, dass er eine 12-fache oder zwölfeckige Symmetrie hatte – etwas, das bei Quasikristallen selten zu sehen ist. Neugierig, wie es entstanden sein könnte und wie es in der Sanddüne gelandet ist, haben die Forscher einige Nachforschungen angestellt. Sie entdeckten, dass eine Stromleitung auf die Düne gefallen war, wahrscheinlich das Ergebnis eines Blitzeinschlags. Sie schlagen vor, dass der elektrische Stoß entweder von der Stromleitung oder vom Blitz den Quasikristall erzeugt haben könnte.
Die Forscher stellen fest, dass der Quasikristall in einem röhrenförmigen Stück Fulgurit gefunden wurde, das ihrer Meinung nach auch während der elektrischen Überspannung durch das Verschmelzen von geschmolzenem Sand und Metall aus der Stromleitung gebildet wurde.
Bei der Betrachtung des Quasikristalls mit einem Elektronenmikroskop konnten die Forscher seine Zusammensetzung erkennen. Dabei fanden sie Bruchstücke von Siliziumdioxidglas, die ihnen verrieten, dass die Temperaturen innerhalb der Sanddüne während der elektrischen Entladung mindestens 1.710 Grad Celsius erreicht haben mussten. Sie fanden auch heraus, dass der Quasikristall aus einem Übergangsbereich zwischen geschmolzener Aluminiumlegierung und Silikatglas gewonnen worden war. Ihre Arbeit bestätigte, dass das Objekt, das sie untersuchten, tatsächlich ein Quasikristall war und eine zuvor unbekannte Zusammensetzung aufwies.
Die Forscher kommen zu dem Schluss, dass der Fund eines Quasikristalls an einem solchen Ort darauf hindeutet, dass wahrscheinlich auch andere dort draußen sind, die sich aufgrund von Blitzeinschlägen oder heruntergefahrenen Stromleitungen gebildet haben. Sie schlagen auch vor, dass ihre Arbeit zu Techniken zur Herstellung von Quasikristallen im Labor führen könnte.
Mehr Informationen:
Luca Bindi et al, Elektrische Entladung löst Quasikristallbildung in einer Äolischen Düne aus, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2215484119
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