Home Space Rare, ‘rule-breaking’ quasicrystal found in chunk of ‘fossilized’ lightning

Rare, ‘rule-breaking’ quasicrystal found in chunk of ‘fossilized’ lightning

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नेब्रास्का के सैंडहिल्स से “जीवाश्म बिजली” की एक ट्यूब में एक दुर्लभ प्रकार का क्वासिक क्रिस्टल है जो पहले केवल उल्कापिंडों और परमाणु बम परीक्षण स्थलों पर पाया गया था।

क्वासिक क्रिस्टल ऐसी सामग्रियां हैं जो क्रिस्टलोग्राफी के पारंपरिक नियमों को तोड़ती हैं। 1984 में पहली बार रिपोर्ट किए जाने से पहले, वैज्ञानिकों ने सोचा था कि सामग्री या तो क्रिस्टलीय हो सकती है – सममित, दोहराए जाने वाले पैटर्न के साथ – या अनाकार, जिसका अर्थ है बेतरतीब ढंग से व्यवस्थित और अव्यवस्थित। इसके अलावा, वैज्ञानिकों का मानना ​​​​था कि क्रिस्टल केवल एक सीमित संख्या में सममित हो सकते हैं जब एक अक्ष के चारों ओर दो, तीन, चार या छह बार घुमाया जाता है।

क्वासिक क्रिस्टल उन नियमों को तोड़ते हैं। वे एक क्रमबद्ध पैटर्न में एक साथ रखे गए हैं, लेकिन वह पैटर्न दोहराता है। उनके पास घूर्णी समरूपता भी होती है जिसे कोई साधारण क्रिस्टल प्राप्त नहीं कर सकता है। उदाहरण के लिए, आईकोसाहेड्रल समरूपता के साथ एक क्वैसिक्रिस्टल, रोटेशन की छह अलग-अलग रेखाओं के आसपास पांच गुना समरूपता प्रदर्शित कर सकता है।

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प्रयोगशाला में सबसे पहले क्वासिक क्रिस्टल की खोज की गई थी। हालांकि, 2012 में, पॉल स्टीनहार्ट (नए टैब में खुलता है)प्रिंसटन विश्वविद्यालय में एक सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी, और लुका बिंदी (नए टैब में खुलता है)इटली में फ्लोरेंस विश्वविद्यालय में एक भू-वैज्ञानिक, खोज की घोषणा की (नए टैब में खुलता है) पूर्वोत्तर रूस में कामचटका प्रायद्वीप पर गिरने वाले एक उल्कापिंड में एक प्राकृतिक अर्ध-क्रिस्टल का। शोधकर्ताओं ने तब उच्च तापमान और उच्च दबावों की नकल करके प्रयोगशाला में और अधिक क्वैसिक क्रिस्टल बनाए, जो चट्टानी पिंडों के टकराने पर मिल सकते हैं। वे फिर दूसरी जगह चले गए जहां उच्च तापमान और उच्च दबाव में बहुत तेजी से संक्रमण हुआ: न्यू मैक्सिको में ट्रिनिटी परमाणु बम परीक्षण स्थल। वहां, जहां परमाणु बम विस्फोट हुआ था, वहां के नीचे से खनिजों में अधिक क्वासिक क्रिस्टल पाए गए।

बिंदी ने हमारी बहन वेबसाइट लाइव साइंस को एक ईमेल में बताया, “इस कारण से, मैंने समान परिस्थितियों में बनने वाली अन्य सामग्रियों के बारे में सोचना शुरू किया। और मैंने फुलगुराइट्स, बिजली के हमलों से बनने वाली सामग्री के बारे में सोचा।”

न्यूफ़ाउंड क्वासिक क्रिस्टल नेब्रास्का में हयानिस गांव के पास पाया गया था। (छवि क्रेडिट: लुका बिंदी)

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नाटकीय निर्वहन

फुल्गुराइट्स तब बनते हैं जब बिजली रेत से टकराती है, अनाज को एक साथ जोड़कर, कांच की शाखाओं वाली ट्यूब में। बिंदी ने क्वैसिक क्रिस्टल की खोज में कई फुलगुराइट्स एकत्र किए। इस दुर्लभ प्रकार के मामले को धारण करने वाला नेब्रास्का के सैंडहिल्स से हयानिस गांव के पास आया था। नेब्रास्का का यह क्षेत्र घास से ढके रेत के टीलों से बना है।

फुलगुराइट एक बिजली लाइन के पास पाया गया था जो 2008 में एक तूफान में गिर गया था। कुल मिलाकर, यह लगभग 6.6 फीट (2 मीटर) लंबा और 3.1 इंच (8 सेंटीमीटर) व्यास का था। इस घटना को किसी ने नहीं देखा, इसलिए शोधकर्ताओं को यकीन नहीं है कि क्या बिजली की लाइन पर बिजली गिर गई और फुलगुराइट का निर्माण हुआ, या क्या लाइन हवा में नीचे चली गई और अपने स्वयं के विद्युत निर्वहन के साथ फुलगुराइट का निर्माण किया।

नेब्रास्का में पाए जाने वाले एक फुलगुराइट में एम्बेडेड एक दुर्लभ क्वासिक क्रिस्टल पर एक क्लोज-अप। (छवि क्रेडिट: लुका बिंदी)

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किसी भी तरह से, परिणामी शाखित कांच में मैंगनीज, सिलिकॉन, क्रोमियम, एल्यूमीनियम और निकल सहित विद्युत लाइन में रेत और धातुओं से सामग्री का मिश्रण होता है। इन सामग्रियों को पिघलाने के लिए, रेत का तापमान संक्षेप में कम से कम 3,110 डिग्री फ़ारेनहाइट (1,710 डिग्री सेल्सियस) तक पहुँच गया होगा, शोधकर्ताओं ने 27 दिसंबर को जर्नल में बताया राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी की कार्यवाही (नए टैब में खुलता है).

क्वासिक क्रिस्टल के लिए शिकार

एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करते हुए, बिंदी, स्टीनहार्ट और उनके सहयोगियों ने फुलगुराइट में एम्बेडेड 12-गुना समरूपता के साथ 12-पक्षीय, 12-कोण वाला क्रिस्टल पाया। इस तरह की समरूपता वाले क्वासिक क्रिस्टल सामान्य रूप से क्वासिक क्रिस्टल से भी दुर्लभ हैं, शोधकर्ताओं ने अपने पेपर में लिखा है; 10-गुना समरूपता या आईकोसाहेड्रल समरूपता वाले क्वासिक क्रिस्टल अधिक सामान्य हैं।

बिंदी ने कहा कि खोज प्राकृतिक क्वैसिक क्रिस्टल की तलाश के लिए नए स्थानों की ओर इशारा करती है।

“यह दर्शाता है कि क्षणिक अत्यधिक दबाव-तापमान की स्थिति क्वासिक क्रिस्टल के संश्लेषण के लिए उपयुक्त है,” उन्होंने कहा। क्वासिक क्रिस्टल खोजने के लिए अन्य संभावित स्थान, उन्होंने कहा, जब बड़े उल्कापिंड या क्षुद्रग्रह पृथ्वी से टकराते हैं, या चंद्रमा की सतह के उन हिस्सों में बनते हैं, जो क्षुद्रग्रहों से टकराते हैं।



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