En un segmento de arena fundida en Nebraska, EE. UU., se ha encontrado una variedad de cristal llamada «cuasicristal», que rompe las reglas de la cristalografía ordinaria. Encontrado en el «rayo fosilizado», que se genera cuando un rayo o una descarga eléctrica golpea la arena y fusiona los granos, creando una especie de «tubo de vidrio» distorsionado, este extraño tipo de cuasicristal solo se había identificado previamente en meteoritos y en Sitios de prueba de bombas atómicas.
Un grupo internacional de investigadores liderado por Luca Bindi, geocientífico de la Universidad de Florencia en Italia, anunció en un nuevo estudio el descubrimiento de una extraña variedad de cuasicristal en un entorno natural: se trata de un objeto cristalino, pero con características que no que se encuentra en cristales ordinarios, como una disposición no repetitiva de átomos.
Escondiéndose en un rayo fosilizado
Según un artículo publicado en Phys.org, el cuasicristal fue identificado dentro de una pieza tubular de fulgurita, en una duna de Nebraska, Estados Unidos. Las fulguritas, también llamadas «rayos fosilizados», están formadas por arena fundida después de un rayo o una línea eléctrica que golpea el suelo, lo que hace que los granos se derritan y creen una estructura de vidrio en forma irregular en tubos.
Dentro de la fulgurita encontrada en esta parte del territorio americano, los científicos descubrieron mediante un microscopio electrónico de barrido un cuasi-cristal dodecagonal: tiene 12 lados y 12 ángulos, con una simetría de orden 12. Según las conclusiones de los investigadores en un estudio científico En un artículo publicado recientemente en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), los cuasicristales con este tipo de simetría son incluso más raros que los cuasicristales en general: el décimo orden o simetría icosaédrica es el más raro. común.
Esta variedad de cuasicristal anteriormente solo se había descubierto en meteoritos o áreas de prueba de bombas atómicas, más allá de su creación en el laboratorio. En general, la identificación por primera vez en 1984 de los cuasicristales supuso una pequeña revolución en el mundo de la ciencia. Hasta entonces, los científicos pensaban que los materiales podían ser cristalinos, con patrones simétricos y repetitivos, o amorfos, es decir, dispuestos de forma aleatoria y desordenada.
Además, los cristales solo podían ser simétricos un número limitado de veces, al girar alrededor de un eje: dos, tres, cuatro o seis veces. Sin embargo, los cuasicristales rompen estos parámetros: tienen un patrón ordenado diferente al de los cristales, y también tienen simetrías rotacionales que ningún cristal común puede lograr.
Una oportunidad para identificar nuevos cuasicristales naturales
La fulgurita que contiene el cuasicristal de dodecágono descubierto en los Estados Unidos se encontró cerca de una línea eléctrica caída durante una tormenta en 2008. En total, medía unos 2 metros de largo y hasta 8 centímetros de diámetro. Los investigadores no saben si un rayo golpeó la línea eléctrica y creó fulgurita, o si la línea eléctrica cayó con el viento y desarrolló fulgurita con su propia descarga eléctrica.
En ambos casos, el vidrio ramificado resultante contenía una mezcla de materiales de la arena y metales de la línea eléctrica, incluidos manganeso, silicio, cromo, aluminio y níquel. Para fusionar estos materiales, la temperatura de la arena debe haber alcanzado brevemente al menos 1710 grados centígrados.
Además de su importancia intrínseca, el descubrimiento confirma que las condiciones transitorias extremas de presión y temperatura son adecuadas para la síntesis de cuasicristales, abriendo una nueva vía para la identificación de estos objetos en el medio natural. Otros lugares potenciales para encontrar cuasicristales naturales podrían ser los vidrios de impacto formados cuando grandes meteoritos o asteroides golpean la Tierra, o en partes de la superficie de la Luna que fueron golpeadas por asteroides.
Referencia
Una descarga eléctrica desencadena la formación de cuasi-cristales en una duna de viento. Luca Bindi et al. PNAS (2022). DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2215484119
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