Даниэлю Шехтману 70 лет, он родился в 1941 году в Тель-Авиве. Сейчас он профессор наук о материалах в Израильском институте технологий в Хайфе, а также профессор Университета штата Айова.
Изучение квазикристаллов — истинно междисциплинарная наука будущего, соединяющая в себе химию, физику, математику и науки о материалах. Сейчас работают в этой области много людей, но заложил ее основу один человек — сегодняшний лауреат.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"incutNum": 5,
"picsrc": "Дифракционная картина квазикристалла // Wikipedia",
"repl": "<5>:{{incut5()}}",
"uid": "_uid_3790714_i_5"
}
Это полностью противоречило всем тогдашним представлениям кристаллографии — науке о кристаллах.
Статья Metallic Phase with Long-Range Orientational Order and No Translational Symmetry, посвященная этому открытию, была опубликована в журнале Phys. Rev. Lett. в том же 1984 году.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"id": "3786930",
"incutNum": 3,
"picsrc": "Логотип нобелевской премии по химии содержит в себе пример некристаллографической симметрии, реализующейся в квазикристаллах. Это фрагмент одной из \"мозаик Пенроуза\" (см. ниже) // nobelprize.org",
"repl": "<3>:{{incut3()}}",
"uid": "_uid_3790714_i_3"
}
Таким образом, традиционные представления о кристаллах были изменены.
Сейчас десятки групп по всему миру изучают уникальные свойства квазикристаллов, интересные как для фундаментальной, так и для прикладной науки», — заключил представитель Нобелевского комитета после объявления фамилии победителя.
Что же необычного в этой симметрии? Чтобы разобраться в том, какие оси симметрии являются кристаллографическими, а какие — нет, достаточно взять в руки детскую мозаику или вспомнить тротуарную плитку. Легко удается замостить плоскость (то есть покрыть ее — без щелей и наложений) одинаковыми треугольниками, квадратами и шестиугольниками — вот и все.
Мостить улицу пятиугольниками, семиугольниками и восьмиугольниками не получится — они будут «налезать» друг на друга.
То же самое и с кристаллами: кристалл, по определению, упорядоченная структура, состоящая (в теории) из бесконечно повторяющегося фрагмента (только здесь идет речь не о плоскости, а о трехмерном пространстве). Таковы классические представления об элементах симметрии.
До работы Даниэля Шехтмана считалось, что упорядоченные кристаллические структуры обязательно периодичны, поэтому и накладывались ограничения на допустимые оси симметрии.
Квазикристаллы, открытые Шехтманом, упорядочены, но не периодичны, то есть у них отсутствует трансляционная симметрия, их структуру нельзя получить бесконечным добавлением друг к другу одинаковых кубиков.
Теория квазикристаллов, как ни странно, была разработана задолго до их открытия.
«Квазикристаллические» орнаменты известны в средневековых мечетях Ирана. Европейские математики придумали такое мощение на полтысячелетия позже — в 1976 году Роджер Пенроуз предложил «квазикристаллическое» мощение, получившее название «мозаики Пенроуза».
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"incutNum": 6,
"picsrc": "Мозаика Пенроуза//Wikipedia",
"repl": "<6>:{{incut6()}}",
"uid": "_uid_3790714_i_6"
}
Здесь «плитки» образуют упорядоченную непериодическую структуру с помощью вращения (и снова можно заметить наличие некристаллографической оси симметрии пятого порядка - пятиугольники и «звездочки» снова образуют пятиугольники.
Заслуга Шехтмана в том, что он перевел эти модели в мир реальных объектов. С тех пор уже найдены и изучены сотни квазикристаллов - не только металлических сплавов, но и некоторых полимеров.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"id": "3426244",
"incutNum": 4,
"repl": "<4>:{{incut4()}}",
"uid": "_uid_3790714_i_4"
}
Несмотря на интереснейшие свойства квазикристаллов, их практическое применение, скорее, задача будущих исследований. Сегодня предполагаются три основные области их применения - создание покрытий (уже зарегистрировано два патента, на рынке присутствуют сковороды с таким покрытием французской фирмы Sitram), добавки квазикристаллических наночастиц в сплавы, а также хранение водорода.
В прошлом году лауреатами стали Ричард Хек, Эйити Нагиси и Акира Судзуки. Нобелевский комитет отметил их вклад в разработку новых каталитических реакций, которые широко используются в промышленном производстве, в том числе для изготовления фармацевтических препаратов и в электронной промышленности. Речь идет о так называемых реакциях кросс-сочетания, катализируемого производными палладия.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"id": "3788298",
"incutNum": 2,
"repl": "<2>:{{incut2()}}",
"uid": "_uid_3790714_i_2"
}
Несмотря на то, что химия традиционно считается «русской» наукой, — вспомним хотя бы основоположников современной неорганической и органической химии Дмитрия Ивановича Менделеева и Александра Михайловича Бутлерова — Нобелевскую премию в этой области отечественные ученые получили всего один раз. В 1956 году Николай Николаевич Семёнов (1896–1986) был награжден «За исследования механизма химических реакций». Премия была присуждена ему совместно с британцем Сирилом Норманом Хиншельвудом.
Напомним, что лауреатами Нобелевской премии по физиологии и медицине 2011 года стали американец Брюс Бойтлер и уроженец Люксембурга Жюль Хоффманн за их открытие в области врожденного иммунитета, а также родившийся в Канаде, но работавший в США Ральф Штайнман за открытие роли дендритных клеток в приобретенном иммунитете.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"id": "3789338",
"incutNum": 1,
"repl": "<1>:{{incut1()}}",
"uid": "_uid_3790714_i_1"
}
Лауреатами Нобелевской премии по физике 2011 года за открытие ускорения расширения Вселенной стали американцы Сол Перлмуттер из Университета Калифорнии в Беркли и Адам Райес из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, а также Брайан Шмидт из Австралийского национального университета.
В четверг будут объявлены лауреаты премии по литературе, в пятницу — премии мира, в следующий понедельник — по экономике.
