Semi-Crystal
أظهرت لقطات لآلاف من الكرات المعدنية الصغيرة التي تم ضبطها وهي تهتز في صينية ضحلة ترتيبًا للجسيمات التي كانت تعتبر في يوم من الأيام مستحيلة ولاحظ فريق من الفيزيائيين من جامعة باريس ساكلاي في فرنسا توليفة غير عادية من النظام والفوضى تُعرف باسم "شبه البلورة'' تظهر تلقائيًا في مادة حبيبية بمقياس مليمتر لأول مرة وإذا كان هناك جمال مرتب ، فإن البلورات هي مظهر الأناقة والجاذبية.
ومن ناحية أخرى ، فإن أشباه البلورات هو ما تم نفيه من قبل العلماء حيث نفوا وجودهم حتى لأطول فترة ومن ثم في أوائل الثمانينيات ، كشف تحليل لسبائك الألمنيوم والمنجنيز عن السمات المميزة التي لا يمكن إنكارها لمادة مرتبة تفتقر إلى الأنماط الدورية اللانهائية للبلور ولقد كانت بلورة زائفة ... مادة تكسر قواعد التناظر التي يُعتقد أنها تقيد الترتيب المتصلب للذرات إما على شكل بلورات أو عبث مختلط.
ومنذ ذلك الحين ، ظهرت أشباه البلورات في أماكن مختلفة - من المختبر إلى الميدان إلى السماء في الأعلى ، وعلى الرغم من أنه لا يزال بعيدًا عن أن يكون شائعًا ، إلا أنه بنية غير محظورة كما اعتقد علماء الفيزياء ذات مرة ، حيث تتشكل تلقائيًا من جسيمات على مجموعة متنوعة من المقاييس ، بما في ذلك بين الأشياء التي يمكن إعادة ترتيبها بسهولة باستخدام اهتزاز.
ويثير هذا بعض الأسئلة المثيرة للاهتمام حول حدود حجم الجسيمات والظروف التي يمكن أن تتجمع في ظلها الأنواع الصحيحة من المواد في نمط شبه بلوري وبدءًا من عمليات المحاكاة الحاسوبية ، حدد الباحثون العلاقة بين أحجام الكرة ونسبة الجسيمات الصغيرة إلى الكبيرة ، مما يشكل مزيجًا يمكن أن يقع في الترتيبات التي تعكس تناظر شبه بلوري طويل المدى.
وتم استخدام هذا كأساس لتجربة جمعت 3840 كرة فولاذية غير مغناطيسية بقطرين مختلفين - أحدهما أقل بقليل من 2.4 ملم ، والنصف الآخر بهذا الحجم - في حاوية ضحلة وتم ضبط الاهتزاز بمعدل 120 مرة في الثانية ، ولم يكن هناك الكثير للقيام به سوى تصوير الاهتزاز باستخدام إعداد يرسم خرائط للجسيمات ثنائية الأبعاد.
وبعد أسبوع من التدافع ، كان لدى الباحثين مقياس جيد لمظهر التكوينات الصغيرة والموضعية للخرز المعدني الصغير والكبير ، والطرق التي تكرر بها هذا "البلاط" بمرور الوقت وعبر الحاوية ويبدو أن صورة مثيرة للاهتمام تظهر ، كما لاحظ الباحثون في تقريرهم ، والموجود حاليًا على خادم ما قبل الطباعة arXiv.com ، في انتظار مراجعة الأقران.
وتتشكل بلاطات الأشكال المرغوبة بسرعة كبيرة ، ربما كنتيجة لتغليفها المحلي الفعال ومع ذلك ، فإن المحاذاة العالمية تتطلب الكثير من عمليات إعادة الترتيب الجماعية التي تبدو وكأنها أحداث نادرة والعثور على شبه بلورات تتشكل بطرق مماثلة تحت كل من الأنظمة الصغيرة الحجم وذات النطاق الذري والحبيبي على نطاق المليمتر أمر لم يتوقعه الفريق وفي الواقع ، وفقًا لكبير مؤلفي الدراسة ، الفيزيائي النظري جوزيبي فوفي ، بدأت التجربة كلها كشيء من الرهان.
وقالت فوفي لمراسلة نيو ساينتست كارميلا بادافيتش كالاهان: "وُلد هذا كرهان مع زميل قال إنه لن ينجح ، لكنني قلت لماذا لا تجربه ، فقد يكون مثيرًا للاهتمام" وبفضل تناسقها غير المعتاد ونقوشها الملتوية على مسافات طويلة ، يمكن أن يكون لأشباه البلورات مجموعة متنوعة من التطبيقات في العزل والإلكترونيات وقد لا يكون لديهم كل المظهر المثالي للكريستال ، لكن الأخ المحرج لديه بالتأكيد سحر خاص به.
المصدر : sciencealert