Ovo otkriće sugerira da postoje ranije nepoznati putevi formiranja kvazikristala, otvarajući nove puteve za njihovu sintezu u laboratoriju.

- Trenutna istraga je osmišljena da istraži drugačiji mogući mehanizam za stvaranje kvazikristala inspirisan prirodom: električno pražnjenje - piše tim istraživača predvođen geologom Luca Bindijem sa Univerziteta u Firenci u Italiji u svom radu.

- Otkriće kvazikristala u fulguritu sa rijetko uočenom 12-strukom simetrijom i sastavom koji nije ranije zabilježen ukazuje na to da bi ovaj pristup također mogao biti obećavajući u laboratoriji - dodali su istraživači.

Većina kristalnih čvrstih materija u prirodi, od skromne kuhinjske soli do najčvršćih dijamanata, prati isti obrazac: njihovi atomi su raspoređeni u strukturu rešetke koja se ponavlja u trodimenzionalnom prostoru.

Čvrste tvari koje nemaju te ponavljajuće atomske strukture – amorfne čvrste tvari poput stakla – općenito su atomska zbrka, zbrka atoma umetnutih zajedno bez slaganja ili razloga.

Kvazikristali krše pravilo – njihovi atomi su raspoređeni po uzorku, ali se taj obrazac ne ponavlja.

Kada se ideja o kvazikristalima prvi put pojavila 1980-ih, koncept se smatrao nemogućim. Čvrste tvari mogu biti ili kristalne ili amorfne, a ne ovako čudno između obje varijante. Ali onda su ih naučnici zapravo pronašli, i u laboratorijskim uslovima i u prirodi, duboko u meteoritima.

Od tada, naučnici su utvrdili da se kvazikristali u prirodi mogu formirati samo u ekstremnim uslovima, sa neverovatno visokim udarom, temperaturom i pritiskom.

Hiperbrzinski udari meteorita su jedno takvo okruženje; zapravo, dugo vremena, to je bilo jedino okruženje u kojem su pronađeni u prirodi, pa se stoga smatralo da je to moguće jedino mjesto gdje su se mogli pojaviti.

Tada su Bindi i njegov kolega, fizičar Paul Steinhardt sa Univerziteta Princeton, zajedno sa svojim timom, pronašli kvazikristal iskovani tokom testiranja nuklearne bombe 1945. godine. Iako nisu baš "prirodni" uvjeti, otkriće sugerira da bi mogla postojati i druga okruženja u kojima bi se kvazikristali mogao formirati.

Munja je jedna od najmoćnijih sila u prirodi, udara izuzetnom brzinom i može zagrijati zrak kroz koji prolazi do pet puta više od temperature površine Sunca.

A kada sa dovoljno snage udari o tlo na pravom mjestu, može otopiti pijesak, ostavljajući za sobom fulgurit – "fosil" puta kojim je prošao kroz zemlju.

Svi sastojci su tu: udar, temperatura i pritisak. Tako su Bindi, Steinhardt i njihove kolege započeli istraživanje fulgurita za kvazikristale.

Dobili su uzorak fulgurita iz regije Sandhills u Nebraski, izvučen sa mjesta u blizini palog dalekovoda, i podvrgnuli ga skenirajućoj elektronskoj mikroskopiji i transmisijskoj elektronskoj mikroskopiji, kako bi utvrdili njegov hemijski sastav i kristalnu strukturu.

Nejasno je da li su grom ili dalekovod odgovorni za električnu energiju koja je stvorila fulgurit; međutim, na osnovu njihove analize, tim je utvrdio da je pijesak morao biti zagrijan na najmanje 1.710 stepeni Celzijusa (3.110 stepeni Farenhajta) da bi se stvorio fulgurit.

Ovo, kažu istraživači, daje naznake o tome kako bi naučnici mogli stvoriti kvazikristale u laboratoriji. Kvazikristali pronađeni u meteoritu sugeriraju da bi sinteza šoka mogla biti jednosmjerna; munja nudi nove mogućnosti.

- Otkriće dvanaesterokutnog kvazikristala formiranog udarom groma ili oborenim dalekovodom sugerira da bi eksperimenti s električnim pražnjenjem mogli biti još jedan pristup koji treba dodati našem arsenalu metoda sinteze - pišu u svom radu.

A otkriće ukazuje na ono što bi se ranije moglo previdjeti putevi formiranja kvazikristala – kako na Zemlji, tako i šire.

- Rezultati koji su ovdje predstavljeni, zajedno s obiljem elemenata u tragovima izmjerenim u prirodnim kvazikristalima, otvaraju mogućnost da je električno pražnjenje u ranoj solarnoj magli moglo odigrati ključnu ulogu koja ne samo da objašnjava potrebne uvjete smanjenja, već i potiče formiranje kvazikristala - pojašnjeno je u radu istraživača.