Воспроизведено «шоковое» образование естественных квазикристаллов в метеорите Хатырка
Уникальное на сегодняшний день явление естественных квазикристаллов требует объяснения как возможности, так и редкости их образования за пределами лаборатории. Квазикристаллы — это твердые тела с симметрией вращения, запрещенной для кристаллов. Такие объекты можно синтезировать в лаборатории путем смешивания точных соотношений выбранных элементных компонентов в жидкости и закалки в строго контролируемых условиях, варьирующихся от быстрого до умеренно медленного.
Тем не менее, обнаружение двух естественных квазикристаллов в метеорите Хатырка, которое наглядно свидетельствует о «шоке», вызванном высокоскоростным ударным событием, представил совершенно новый возможный механизм образования квазикристаллов.
Поэтому ученые решили провести эксперимент по восстановлению цепочки событий после «шока» для воспроизведения некоторых аспектов столкновения, которое могло произойти между внеземными телами. Успешный синтез экспериментальным ударом с исходными материалами, аналогичными экзотическим интерметаллическим сплавам в метеорите Хатырка, демонстрирует механизм, который возможен в космосе, но не в естественных условиях на Земле. Ранее неизвестный состав синтезированного квазикристалла, первого, насколько известно, созданного путем «шокирования» дискретных сыпучих исходных материалов, демонстрирует метод обнаружения ранее неизвестных квазикристаллических композиций.
Так был разработан эксперимент по восстановлению ударной вязкости пластин для моделирования исходных материалов и ударных условий, связанных с единственными известными природными квазикристаллами, содержащимися в метеорите Хатырка. В эксперименте ученые использовали специальное испытательное оборудование для получения необходимых данных.
На границах между исходным материалом оливином и стенками камеры из нержавеющей стали восстановленный образец содержит многочисленные микроразмерные зерна квазикристаллической фазы, проявляющие определенную симметрию и низкую деформацию фазы. Композиционный диапазон фазы распространяется на более высокие соотношения между испытуемыми веществами, чем те, о которых сообщалось для любого ранее известного синтетического квазикристалла.
Синтез, вызванный ударом, продемонстрированный в этом эксперименте, подтверждает доказательства того, что естественные квазикристаллы образовались во время ударного события. Однако он оставляет открытым вопрос о том, объясняется ли этот путь синтеза расширенным диапазоном термодинамической стабильности квазикристаллической фазы при высоком давлении кинетическим путем, существующим в условиях удара, или как термодинамическими, так и кинетическими факторами.
