Že šesta letošnja objava raziskovalcev Instituta Jožef Stefan v Nature

Ziherl, Dotera in Oshiro so obravnavali teoretični model kvazikristalov, ki v eni sapi pojasni stabilnost več vrst že opaženih 2D kvazikristalov ter napoveduje nekaj novih inačic teh snovi.

Objavljeno
13. februar 2014 13.11
ace_Primož Ziherl
I. K., Znanost
I. K., Znanost

Revija Nature je v svoji današnji tiskani izdaji objavila članek z naslovom Mosaic two-Lengthscale Quasicrystals, katerega avtorji so prof. dr. Primož Ziherl z Instituta Jožef Stefan in Univerze v Ljubljani ter prof. dr. Tomonari Dotera in Tatsuja Oshiro z japonske Univerze Kindai.

Objavi članka bo v reviji Nature Physics posvečen tudi poseben komentar z naslovom A Triangular Affair, ki sta ga napisala prof. dr. Sharon Glotzer in dr. Michael Engel z Univerze Michigan v ZDA. To je že skupno šesta objava sodelavcev Instituta Jožef Stefan v letu 2014 v izdajah revije Nature, ki velja za eno izmed dveh najbolj uglednih znanstvenih revij na svetu.

Ziherl, Dotera in Oshiro so obravnavali teoretični model kvazikristalov, ki v eni sapi pojasni stabilnost več vrst že opaženih 2D kvazikristalov ter napoveduje nekaj novih inačic teh snovi. Presenetljivost njihovega dognanja je ugotovitev, da je celo družino kvazikristalov moč ustvariti z delci, ki drug na drugega delujejo z dokaj preprosto silo. S tem so naredili velik korak v razumevanju zgradbe teh snovi. Kot v običajnih kristalih je lega delcev tudi v kvazikristalih natanko določena, vendar ne izhaja iz periodične prostorske razporeditve. Če si kristal s 4-števno simetrijo ponazorimo s kvadratnimi ploščicami, kakršne pogosto uporabljamo pri notranji opremi stanovanj, lahko kvazikristale primerjamo z dekorativnimi vzorci v islamski arhitekturi. Že nekaj časa je znano, da je te lepe in zapletene vzorce mogoče opisati s razmeroma enostavnimi pravili.

Podobno so Ziherl, Dotera in Oshiro analizirali obnašanje delcev, med katerimi delujejo preproste sile, ki jih lahko primerjamo z odbojem med kovanci, opasanimi z mehkim obročem. Z računalniškimi simulacijami so pokazali, da se taki delci pri izbranih debelinah mehkega obroča uredijo tako, da ležijo zveznice središč sosednih delcev vzdolž 10, 12, 18 ali 24 pravilno razporejenih smeri v ravnini, kar ustreza tako imenovani 10-, 12-, 18- oziroma 24-števni simetriji.

Simulacije so podprli z matematičnim ozadjem, ki je sorodno znanemu Penrosovemu tlakovanju. Uporabljeni model najbolje opiše kvazikristalne materiale, katerih gradniki so nanometrski polimerni delci.

Klasični kovinski kvazikristali, kakršne je v kovinskih zlitinah leta 1982 odkril Daniel Shechtman in za to leta 2011 prejel Nobelovo nagrado (mimogrede, na začetku tedna je bil na obisku v Sloveniji, pogovor z njim bomo objavili v tokratni Delovi Sobotni prilogi), se kot dodatek uporabljajo za izdelavo izredno trdih jekel za britve in kirurške pripomočke, polimerni kvazikristali pa se utegnejo uveljaviti v fotoniki.

Današnja objava v reviji Nature je skupno že šesta objava sodelavcev Instituta Jožef Stefan v letošnjem letu v izdajah revij Nature.