Průřez bleskovcem s pozůstatky elektrického vedení. Kredit: Bindi et al. (2022), PNAS.

Kvazikrystaly, jak jejich jméno nenápadně naznačuje, jsou krystalům podobné substance, jejichž vlastnosti se v některých případech liší od „seriózních“ krystalů. Jejich struktura sice není zhola chaotická jako u amorfních látek, ale není ani periodická, jako u běžných krystalů.

Luca Bindi (2014). Kredit: Roberto Camini / Wikimedia Commons.

Zatím se ukazuje, že kvazikrystaly mají intenzivní sklony být objeveny na velmi dramatických místech. Našli jsme je v meteoritech a na jaderné střelnici, přímo v místě exploze jaderné bomby. Z této pozoruhodné tradice příliš nevybočuje ani nový nález kvazikrystalu, k němuž došlo na písečné duně v malebných Sand Hills, pokrývajících podstatnou část Nebrasky.

Dnes již zkušený lovec kvazikrystalů Luca Bindi z italské Università di Firenze a jeho spolupracovníci jsou přesvědčeni, že dotyčný kvazikrystal vznikl v důsledku mohutného a nejspíš zcela náhodného elektrického výboje. Kvazikrystal ze Sand Hills přitom vykazuje dvanáctičetnou, čili dodekagonální symetrii, která je vzácná u už tak vzácných kvazikrystalů.

Přízračná krajina Sand Hills, Nebraska. Kredit: Ammodramus / Wikimedia Commons.

Pokud jde o vznik kvazikrystalu, badatelé prozkoumali místo nálezu a zjistili, že na dotyčnou písečnou dunu spadlo elektrické vedení, zřejmě v důsledku zásahu bleskem. To vede ke dvěma scénářům vytvoření kvazikrystalu. Buď ho upekl výboj z elektrického vedení anebo k tomu zásadně přispěl samotný zásah blesku.

Kvazikrystal byl nalezen uvnitř válcovitě tvarovaného bleskovce, čili šokově metamorfované horniny, která vzniká při zásahu substrátu, v tomto případě převážně písku, intenzivním výbojem elektrického proudu. Obvykle je to blesk, ale pod elektrickým vedením to nejspíš není jediná možnost. V tomto případě tvoří bleskovec spečený písek s přimíseným kovem z elektrického vedení.

Bindi a spol. prostudovali kvazikrystal pod elektronovým mikroskopem- Potvrdili, že je to skutečně kvazikrystal a zjistili, že ho tvoří částice skla z oxidu křemičitého. Z toho plyne, že inkriminovaný elektrický výboj musel rozžhavit materiál písečné duny minimálně na 1 710 °C. Rovněž odhalili, že kvazikrystal vznikl v přechodové zóně mezi roztavenou hliníkovou slitinou elektrického vedení a křemičitým sklem. Kvazikrystal takového složení jsme zatím neviděli.

Badatelé dospěli k závěru, že bychom mohli najít další kvazikrystaly na podobných místech, kde došlo k extrémním elektrickým výbojům, ať už přírodním nebo umělým. Jejich výzkum by mohl vést k vývoji postupů, jimiž bude možné vytvořit kvazikrystaly v laboratoři, aniž by k tomu byl nutný pád meteoritu anebo exploze jaderné pumy.

Literatura

Phys.org 30. 12. 2022.

PNAS 120: e2215484119.