May 19, 2024

„Eyn chaya kazo“ – „Не може да постои такво суштество“

Почесниот професор на Универзитетот Св. Климент Охридски д-р Ден Шехтман ја доби Нобеловата награда за хемија во 2011 година. Откри и го докажа постоењето на необични кристали , сега наречени квазикристали затоа што ги промени дотогашните гледишта за атомската структура на материјата.

Што се квазикристали и што ги прави вредни за Нобелова награда?

Истражувањето на Ден Шехтман започнало во далечната 1982 година, на универзитет во Вашингтон, а научната борба е интересна приказна, која вклучува жестока битка против етаблираната наука, потсмев и потсмев од колегите и шефот кој го сметал наодот толку контроверзен, што го замолил да ја напушти лабораторијата. – пишува PBS.org

Фото: проф.д-р Ден Шехтман на доделувањето на звањето почесен професор на УКЛО/ сопственост на КИЦ Битола


Повеќето кристали се составени од тродимензионален распоред на атоми кои се повторуваат во уреден модел. Во зависност од нивниот хемиски состав, тие имаат различни симетрии. На пример, атомите распоредени во повторувачки коцки имаат четирикратна симетрија. Атомите распоредени како рамностран триаголници имаат трикратни симетрии. Но, квазикристалите се однесуваат поинаку од другите кристали. Тие имаат уреден модел кој вклучува пентагони, петкратни форми, но за разлика од другите кристали, шемата никогаш не се повторува точно.

Фото: легура на алуминиум-паладиум-манган под микроскоп, сопственост на Wikipedia


Практичното сликовито објаснување што се користи за да се разбере концептот е споредувањето со лепењето плочки во купатило (на пример). Ако сакате да го покриете целосно плочките мора да бидат правоаголници, квадрати, шестоаголници или триаголници. Секоја друга форма ќе остави празнина, ризична за судбината на плочките и по безбедноста на тие што ќе одат врз нив.

Фото: поплочување со петоаглоници е невозможно, сопственост на Wikipedia

Во 1982 година, Ден Шехтман извршил експеримент за дифракција на електрони на легура на алуминиум и манган. Заедно со колегите, тој топи алуминиум и манган и наеднаш ги лади, со која брзина ладењето достигнува до еден милион Келвини во секунда. Овој ненадеен процес на ладење се нарекува калење. Набљудувајќи го примерокот од легура со електронски микроскоп, тој забележал електронска дифракција вообичаено за кристали, но со симетрија што е забранета за кристали. Ориентирајќи го во различни насоки, тој открил дека има симетрија со икоедар.

„Eyn chaya kazo“, си рекол Даниел Шехтман на хебрејски, според Кралската шведска академија на науките: „Не може да постои такво суштество“.

Фото: симетрија од 10 ред што се сметала невозможна, сопственост на https://svetmaterijala.wordpress.com/

Функционирањето на природата Шехтман го видел на електронски микроскоп , секако не му се верувало што гледал, па „погледнал“ – направил идентични експерименти уште десетина пати и секогаш го добивал истиот резултат. Открил дека молекулите се петтоаголници, и , дека се споени со други атоми кои функционираат како лепило во празнините. Овие другите атоми разговорно ги нарекуваат „лепак атоми“.

Научниците претпоставуваат дека нивните колеги од минатото се сооочувале со квазикристалите на Шехтман, но дека немале храброст или алатки да докажат што откриваат, ниту пак издржливост да се спротивстават на етаблираната наука, која, во овој случај го исмеала истражувањето. Најгласен во критиката бил Линус Паулинг, нобеловец за хемија од 1954 година и еден од највлијателните научници на 20 век во областа на примената на квантната механика во хемијата.
Тоа што е секако најзначајно за ова откритие е неговата практична применливост која тргнува од природата на квазикристалите. „Квазикристалите варираат во зависност од нивната насока“, вели Стивен Нелсон, професор по геологија кој предава минералологија на Универзитетот Тулејн. „Една насока може лесно да спроведува електрична енергија – друга насока може воопшто да не спроведува струја“.

Фото: https://www.jpost.com/ Од доделувањето на Нобеловата награда во 2011/


Ова подразбира дека во 2011 година научниците ја разбраа својата можност со рентген зраци да ја откријат структурата односно моделите во кои атомите се распоредени во кристалите. А тоа на откритието му ја додаде вредснота на практичната примена, за разлика од многу други Нобелови награди кои се доделени заради концептуална, теоретска парадигма. „Вистинските импликации на откритието може сеуште да лежат во иднината“ – било кажано на доделувањето на Нобеловата награда за хемија во 2011 на почесниот УКЛО професор д-р Ден Шехтман.
Квазикристалите се користат во хируршки инструменти, LED светилки и нелепливи тави за пржење. Имаат слаба топлинска спроводливост, што ги прави добри изолатори.

Фото насловна: откритието на Шехтман во 1982 година, сопственост на Nobel Committee


1111