Artículo publicado por Colin Stuart el 13 de agosto de 2012 en physicsworld.com
Un equipo internacional de
investigadores ha encontrado nueve muestras nuevas de cuasicristales
naturales. El trabajo también proporciona pruebas de que los
cuasicristales llegaron a la Tierra en un meteorito. El descubrimiento
del equipo desafía nuestra comprensión tanto de la cristalografía como
de la formación del sistema solar.
Las estructuras de cristal convencional
están hecha de átomos, o cúmulos de átomos, que se repiten
periódicamente. Estos patrones normalmente se restringen a dos, tres,
cuatro o seis simetrías rotacionales – los números corresponden a
cuántas veces el cristal tiene el mismos aspecto durante una rotación a
lo largo de 360°. Durante mucho tiempo estas reglas se consideraron
reglas inflexibles, y no se pensaba que hubiera ningún cristal que
rompiese estas condiciones.
Meteorito con cuasicristales
Ordenado, pero no periódico
Sin embargo, el físico israelí Daniel
Shechtman encontró un cristal que rompía dicha norma en 1984 y fue
galardonado con el premio Nobel de química en 2011 por su trabajo.
Shechtman había descubierto un cuasicristal – un cristal que, aunque
estaba ordenado, no contenía estructuras que se repetían periódicamente.
El cristal de Schectman también tenía una simetría rotacional de 10.
Incluso tras su descubrimiento, hubo mucho escepticismo acerca de la
existencia de dicho material. Pero conforme pasaron los años, otros
físicos empezaron a construir cuasicristales por sí mismos y ahora se
han encontrado más de 100 tipos diferentes. Estos, sin embargo, son
sistéticos y se han creado bajo condiciones de laboratorio controladas
con precisión. Tal como se supuso en un principio que no podían existir
los cuasicristales, tras su descubrimiento se supuso que no podían
aparecer en la naturaleza.
Esta suposición se puso en duda en 2009,
cuando Paul Steinhardt, de la Universidad de Princeton – el hombre que
acuñó originalmente el término “cuasicristal” – parecía haber
descubierto una variedad natural en una muestra de roca procedente de
Rusia. Steinhardt y su colega Luca Bindi, de la Universidad de Florencia
en Italia, midieron la proporción de isótopos de oxígeno dentro de la
muestra y sus resultados sugerían que la roca pertenece a un tipo de
meteoritos conocido como condritas carbonáceas. No solo esta roca
contenía cuasicristales naturales, sino que procedía del espacio
exterior.
Un emocionante pasado
Pero se mantuvo el escepticismo que
había perseguido a los cuasicristales desde su descubrimiento. La
muestra de roca se rastreó hasta Valery Kryachko, un ruso que en 1979
había estado bateando en busca de platino en un río que cruzaba las
montañas Koryak en el extremo oriental de Siberia. La roca había
aparecido de algún modo en la colección del museo de Bindi en Italia.
“La gente era escéptica respecto a la historia de la roca dado que el
relato de cómo llegó hasta Florencia implica diarios secretos,
traficantes y agentes del KGB”, comenta Steinhardt a physicsworld.com.
“La única forma de zanjar el debate era
tratar de encontrar más muestras”, explica Steinhardt. Reunió un equipo
de 10 científicos, dos conductores y un cocinero que se embarcaron en
una expedición de 4 días a lo largo de Siberia hasta el río donde
Kryachko había encontrado la muestra original. Una vez allí, batieron
1,5 toneladas de sedimentos del lecho del río, aislando finalmente unos
kilos para su análisis.
Tras seis semanas de laborioso análisis
grano a grano, dieron con algo especial. “Encontramos un grano con una
mota de metal en él. No solo contenía cuasicristales, sino que la
proporción de isótopos de oxígeno era exactamente la misma [que en la
muestra original]“, dice Steinhardt. “Fue un momento increíble. En el
campo nadie apostaba a que tuviésemos más de un 1% de posibilidades de
éxito”, añade. El equipo aisló un total de nueve muestras de
cuasicristales. Se cree que estas muestras proceden todas del mismo
meteorito, y el análisis de las capas de sedimentos sugiere que aterrizó
en los últimos 15 000 años.
Formación extrema
Dado que los cuasicristales proceden de
un meteorito condrita carbonácea, deben haberse formado en los primeros
días del sistema solar. Las condritas carbonáceas se cree que han
colisionado entre sí para formar los núcleos de los planetas rocosos, y
por tanto, los cuasicristales de Steinhardt son más antiguos que la
propia Tierra. Sin embargo, los actuales modelos no pueden explicar la
presencia de estos cuasicristales. “Necesitamos un nuevo tipo de proceso
geológico que los forme, y por tanto esto desafía nuestras ideas sobre
la formación del sistema solar”, comenta Steinhardt.
Las intensas condiciones presentes en el
joven sistema solar también desafían la visión predominante de los
cuasicristales como objetos que tienen que producirse en configuraciones
de laboratorio cuidadosamente controladas. “Los cuasicristales no son
los delicados materiales que pensábamos que eran. Los que encontramos
deben haberse formado bajo robustas y duras condiciones en los inicios
del sistema solar”, apunta Steinhardt.
Otros están de acuerdo en que el mundo
de los cuasicristales podría cambiar con este incremento de 10 en el
número de ejemplos naturales. “Este resultado enfatiza lo normales que
son los cuasicristales y espero que los haga un poco menos
extravagantes”, dice Renee Diehl, investigadora de física de superficie
en la Universidad Estatal de Pennsylvania, en Estados Unidos, a physicsworld.com. “Nos abre los ojos al hecho de que pueden haber estado a nuestro alrededor y no nos hemos dado cuenta”, explica.
La investigación se publica en la revista Reports on Progress in Physics.
Autor: Colin Stuart
Fecha Original: 13 de agosto de 2012
Enlace Original
No hay comentarios:
Publicar un comentario