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 квазикристаллических структур компьютерное моделирование квазикристаллических структурКомпьютерное 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

Квантовый компьютер генерирует действительно случайное число в научном первом

Квантовая машина использовала запутанные кубиты для создания числа, сертифицированного как по-настоящему случайное впервые, демонстрируя удобную…

04.04.2025

Материя против антиметра: открытие LHC может объяснить, как вселенная избежала облитерации

материя и антивещество должны были полностью уничтожить друг друга назад, оставив вселенную очень пустое место.…

04.04.2025

Чрезвычайно странный рок, найденный на Марсе, выглядит как ничто другое вокруг него

Еще раз, Марс подарил нам пример чего -то, что, кажется, в изобилии: чрезвычайно необычные и…

04.04.2025

Загадочная история черной дыры была расширена учеными

Одним из распространенных заблуждений о черных дырах является то, что они поглощают не только значение,…

04.04.2025

Тени Луны могли содержать микробы. Вот почему это беспокойство.

Могут ли микробы выжить в постоянно тенированных регионах (PSR) Луны? Осевой наклон. Это исследование может…

03.04.2025

Звезды тоже получают черви, и «песни» могут рассказать нам свою историю

«Музыка» станородок-огромные вибрации, вызванные разрывами пузырьков газа, которые волнуют по всему телам многих звезд-могут раскрыть…

03.04.2025