Un tubo de «rayo fosilizado» de Sandhills de Nebraska contiene un tipo raro de cuasicristal que anteriormente solo se había encontrado en meteoritos y en sitios de prueba de bombas atómicas.
Los cuasicristales son materiales que rompen las reglas tradicionales de la cristalografía. Antes de que se informara por primera vez en 1984, los científicos pensaban que los materiales podían ser cristalinos (con patrones simétricos y repetitivos) o amorfos, es decir, dispuestos al azar y desordenados. Además, los científicos creían que los cristales solo podían ser simétricos un número limitado de veces cuando giraban alrededor de un eje: dos, tres, cuatro o seis veces.
Los cuasicristales rompen esas reglas. Se juntan en un patrón ordenado, pero ese patrón se repite. También tienen simetrías rotacionales que ningún cristal común puede lograr. Un cuasicristal con simetría icosaédrica, por ejemplo, puede mostrar una simetría quíntuple alrededor de seis líneas de rotación diferentes.
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Los cuasicristales se descubrieron por primera vez en el laboratorio. En 2012, sin embargo, Pablo Steinhardt (se abre en una pestaña nueva)físico teórico de la Universidad de Princeton, y Luca Bindiun geocientífico de la Universidad de Florencia en Italia, anunció el descubrimiento (se abre en una pestaña nueva) de un cuasicristal natural en un meteorito que cayó en la península de Kamchatka en el noreste de Rusia. Luego, los investigadores crearon más cuasicristales en el laboratorio imitando las altas temperaturas y las altas presiones que se pueden encontrar cuando los cuerpos rocosos chocan. Luego se dirigieron a otro lugar donde ocurrió una transición muy rápida a alta temperatura y alta presión: el sitio de prueba de la bomba atómica Trinity en Nuevo México. Allí, encontraron más cuasicristales en minerales debajo de donde explotó la bomba atómica.
«Por esta razón, comencé a pensar en otros materiales formados en condiciones similares. Y pensé en fulguritas, materiales formados por rayos», dijo Bindi a WordsSideKick.com en un correo electrónico.
Descarga dramática
Las fulguritas se forman cuando un rayo golpea la arena, fusionando los granos en un tubo de vidrio retorcido y ramificado. Bindi recolectó múltiples fulguritas en su búsqueda de cuasicristales. El que contenía esta rara forma de materia procedía de Sandhills of Nebraska, cerca del pueblo de Hyannis. Esta área de Nebraska está formada por dunas de arena cubiertas de hierba.
La fulgurita se encontró cerca de una línea eléctrica que se cayó durante una tormenta en 2008. En total, medía unos 6,6 pies (2 metros) de largo y hasta 3,1 pulgadas (8 centímetros) de diámetro. Nadie presenció el evento, por lo que los investigadores no están seguros de si un rayo golpeó la línea eléctrica y creó la fulgurita, o si la línea cayó con el viento y creó la fulgurita con su propia descarga eléctrica.
De cualquier manera, el vidrio ramificado resultante contenía una mezcla de materiales de la arena y los metales en la línea eléctrica, incluyendo manganeso, silicio, cromo, aluminio y níquel. Para fusionar estos materiales, la temperatura de la arena debe haber alcanzado brevemente al menos 3110 grados Fahrenheit (1710 grados Celsius), informaron los investigadores el 27 de diciembre en la revista. procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (se abre en una pestaña nueva).
A la caza de cuasicristales
Usando un microscopio electrónico de barrido, Bindi, Steinhardt y sus colegas encontraron un cristal de 12 lados y 12 ángulos con simetría de 12 veces incrustado en la fulgurita. Los cuasicristales con este tipo de simetría son incluso más raros que los cuasicristales en general, escribieron los investigadores en su artículo; los cuasicristales con simetría de 10 veces o simetría icosaédrica son más comunes.
El descubrimiento apunta a nuevos lugares para buscar cuasicristales naturales, dijo Bindi.
«Demuestra que las condiciones transitorias de presión y temperatura extremas son adecuadas para la síntesis de cuasicristales», dijo. Otros lugares potenciales para encontrar cuasicristales, dijo, 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 han sido golpeadas por asteroides.
Nota del editor: Actualizado a las 4 p.
