自発的疑似

Aug 31, 2023

2023年7月19日レポート

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ボブ・イルカ著、Phys.org

パリ・サクレー大学の物理学者チームは、自発的な準結晶の自己集合を初めて観察した。 この観察は、彼らが振動する小さな磁気球を使って実施していた実験中に発生した。 チームは実験を説明する論文を書き、査読を待つ間 arXiv プレプリント サーバーに投稿しました。

長年にわたり、準結晶の存在については物理学者の間で議論があり、ほとんどの物理学者がそれに反対していました。 しかし、1982 年に D. シェヒトマンらは、マンガンとアルミニウムで作られた合金のサンプルを研究し、そのサンプルが理論的に提案されている準結晶 (対称的なブラッグ ピークを持つ回折パターン) に適合する特性を持っていることを発見しました。それは結晶です。

それ以来、多くの準結晶の例が発見されています。 それらは現在、いくつかの結晶学的特性を備えた非周期構造として定義されています。 それらは研究室、現場、さらには宇宙でも観察されてきましたが、この最近の研究まで、それらが自発的に形成されるのが観察されたことはありませんでした。

研究チームによる研​​究は、準結晶の構成要素として考えられる大きさの比率によって関連付けられた 2 つの球体のグループというアイデアを検討し始めたときに始まりました。その後、その実現可能性に関してどちらかの側に着きました。研究チームは、このアイデアが実現することを示唆する人たちと賭けさえしました。決して働かないでください。

一方が正しく、もう一方が間違っていることを証明するために、グループはそのアイデアをテストする方法を開発しました。 まず、コンピューター シミュレーションを使用して、適切なサイズの球体を見つけました。 次に、彼らは 2 つのグループの球体を取得しました。どちらも金属でできていました。 1 つのグループの直径は 2.4 ミリメートル、もう 1 つのグループは 1.2 mm でした。 次に、彼らは 3,840 個の球体すべてを平らで浅い皿に置き、長期間にわたって一定の振動を与える装置に取り付けました。 記録顕微鏡が頭上の所定の位置に固定されました。 パンを毎秒 120 回で約 1 週間振動させました。

押し合いの後、研究者らは球体の配置を観察し、理論に準拠した特定の非反復パターンで配置されていることを発見した。球体は新しい種類の準結晶になっていた。 まだ明らかになっていないのは、どのチームメンバーが賭けに勝ったのか、そして彼らが配当として何を受け取ったのかということです。

詳しくは： Andrea Plati 他、振動粒状物質の準結晶秩序、arXiv (2023)。 DOI: 10.48550/arxiv.2307.01643

雑誌情報:arXiv

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