「不可能」の結晶は宇宙から来たかもしれない

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新しい研究によると、ユニークなタイプの結晶は隕石に起源を持っているようです。準結晶は珍しいタイプの結晶構造であり、当初は実験室の人工条件でのみ発生すると考えられていましたが、2009年にロシアのコリヤック山で地質学者によって発見されるまで、自然界では不可能でした。その起源は不明でしたが、現在では新しい証拠は、それらはおそらく太陽系の形成の初期段階にさかのぼる隕石の宇宙から来たことを示しています。

ダイヤモンド、雪片、塩などの規則的な結晶は、対称的で規則正しく繰り返される原子の幾何学的配置であり、3つすべての空間次元に(微視的および巨視的スケールで)広がります。彼らは一般的にさまざまな種類の岩に見られます。ただし、準結晶は異なり、標準の構造と組成とは異なります。

新たに発見された準結晶を調べたところ、炭素質隕石と同様に、主に銅とアルミニウムで構成されていることがわかりました。クリンチャーは、同位体測定(酸素原子の比率)が地球外起源を示したときに行われました。

論文より:

「私たちの証拠は、準結晶が天体物理学的条件下で自然に形成し、宇宙の時間スケールにわたって安定していることを示しています。」

「岩石のサンプルは、天然の準結晶の10年にわたる体系的な検索の結果として、研究のために最初に特定されました(4)。準結晶は、その原子配列が、通常の結晶では不可能である、2次元の5倍対称や3次元の20面体対称など、周期的な並進ではなく準周期的な並進回転対称性を示す固体です(5)。最近まで、知られている唯一の例は、選択された元素成分の正確な比率を溶融し、制御された条件下で急冷することによって製造された合成材料でした(6–8)。検索は、準結晶を認識するための一連のメトリックを粉末回折データのデータベースに適用し(4)、既知の合成準結晶の元素に関連する元素組成でデータベース外の鉱物を調べることで構成されていました。

「しかし、明らかなことは、この隕石の破片は普通ではないということです。このサンプルによって提起された注目に値するパズルを解決すると、準結晶相の起源がさらに明らかになるだけでなく、以前に観測されなかった初期の太陽系プロセスに光が当てられます。隕石の形成と進化の一貫した理論にこれらすべての手掛かりを合わせることは、進行中の調査の主題です。」

レポートは、1月2日号に掲載されました全米科学アカデミーの議事録。記事(PDF)はこちらです。準結晶に関するより詳細な情報は、こことここにもあります。

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