Категории: Новости

Ученые провибрировали коробку с частицами, и они образовали странный новый материал

Видеозаписи тысяч крошечных металлических сфер, покачивающихся в неглубоком лотке, показали расположение частиц, которое раньше считалось невозможным.

Группа физиков из Университета Париж-Сакле во Франции наблюдала необычное явление. сочетание порядка и хаоса, известное как «квазикристалл», впервые спонтанно возникающий в зернистом материале в миллиметровом масштабе.

Если в порядке есть красота, кристаллы являются воплощением элегантности и привлекательности. .

Квазикристаллы, с другой стороны, являются неуклюжими братьями и сестрами, существование которых долгое время отрицалось учеными.

Затем, в начале 1980-х годов, анализ сплава алюминия и марганца выявил неоспоримые признаки упорядоченного материала, в котором отсутствовали бесконечные периодические узоры кристалла.

Это был псевдокристалл… материал, который нарушает правила симметрии, которые, как считалось, ограничивают затвердевшее расположение атомов либо кристаллы или беспорядочный беспорядок.

С тех пор квазикристаллы появлялись в самых разных местах — от лаборатории до поля и небес над головой. Хотя это все еще далеко от общего, это структура, которая не так запрещена, как когда-то думали физики, формируясь спонтанно из частиц в различных масштабах, в том числе среди объектов, которые легко переставлять с помощью покачивания.

Это поднимает некоторые интересные вопросы. вопросы о пределах размера частиц и условиях, при которых правильные виды материала могут самособираться в квазикристаллическую структуру.

Начав с компьютерного моделирования, исследователи определили взаимосвязь между размерами сфер и соотношением малых слишком крупных частиц, образуя смесь, которая потенциально может попасть в структуры, отражающие дальнодействующую квазикристаллическую симметрию.

Компьютерное моделирование узоров, которые могут появляться в гранулированных смесях двух сфер разного размера. (Plati et al., arXiv, 2023).

Это было использовано в качестве основы для эксперимента, в котором объединились 3840 сфер из немагнитной стали двух разных диаметров — одна чуть меньше 2,4 мм, другая половина этого размера — в неглубоком контейнере.

Настроенные на вибрацию со скоростью 120 раз в секунду, ничего другого не оставалось, как снимать тряску с помощью установки, отображающей двухмерное расположение частиц. .

После недели толкотни исследователи получили хорошее представление о появлении небольших локализованных конфигураций маленьких и больших металлических шариков, а также о том, как эти «плитки» повторяются во времени и в контейнере.

«Кажется, вырисовывается интересная картина», — отмечают исследователи в своем отчете, который в настоящее время находится на сервере препринтов arXiv.com и ожидает рецензирования.

«Плитки желаемые формы формируются очень быстро, вероятно, вследствие их эффективной локальной упаковки. Однако глобальное выравнивание требует гораздо большего количества коллективных перестроек, которые кажутся редкими событиями». системы атомарного масштаба и более детализированные системы миллиметрового масштаба — это то, чего команда не ожидала. На самом деле, по словам главного автора исследования, физика-теоретика Джузеппе Фоффи, весь эксперимент начинался как своего рода пари.

«Это было пари с коллегой, который сказал, что это не сработает, но Я сказал, почему бы не попробовать, это может быть интересно», — сказал Фоффи Кармеле Падавик-Каллаган из New Scientist.

Благодаря своей необычной симметрии и причудливому узору на больших расстояниях квазикристаллы могли бы множество применений в изоляции и электронике.

Возможно, они не обладают таким совершенным внешним видом, как кристалл, но у этого неуклюжего брата определенно есть собственное очарование.

Это исследование был опубликован на arXiv.

Виктория Ветрова

Космос полон тайн...

Недавние Посты

Затонувшие континенты возле ядра Земли могли разбалансировать наше магнитное поле

Размер континента, размер минералов, выступающих от нижней мантии в направлении внешнего ядра Земли, могут способствовать…

06.03.2025

Радиотелескопы показывают множество слабых круговых объектов в небе

Радиоастрономы видят, чего не может быть обнаженным глазом. Когда мы изучаем небо с телескопами, которые…

06.03.2025

Интуитивно понятные машины настроены на лунную посадку — с прыжковым беспилотником, ледяной тренировкой и 4G

Учения для поиска льда. Сетевой тест 4G. Три Роверса и первый в своем роде дрон.…

06.03.2025

Ядро Земли может скрыть обширный резервуар первичного гелия

Удивительное открытие того, что один из самых легких элементов во вселенной может связываться с железом…

04.03.2025

Быстрый радиопозревание отслеживалось до последнего места, которое мы ожидали

Тайна быстрых радиопозреваний (FRBS) стала немного более странной. Single/MREC-> Это действительно необычное место, чтобы найти…

04.03.2025

Вода могла возникнуть гораздо раньше, чем мы когда -либо осознавали

Самый жизненно важный эликсир Life, возможно, сформировался в течение 200 миллионов лет после Большого взрыва,…

04.03.2025