Kvazikristali i viša dimenzionalnost: Novo razumevanje materije

Kvazikristali i viša dimenzionalnost: Novo razumevanje materije

Otkriće kvaziperiodičnih kristala 1982. godine od strane prof. Dana Šehtmana donelo je revolucionarno razumevanje strukture materije, za šta je 2011. godine nagrađen Nobelovom nagradom. Iako su kvazikristali delovali „neorganizovano“ na mikroskopskom nivou, na većim skalama pokazivali su red i simetriju koja se ne uklapa u klasične kristalne strukture.

Nedavna istraživanja, objavljena u časopisu Science, pokazuju da kvazikristali nisu periodični u našem trodimenzionalnom prostoru, već u višim dimenzijama. Naučnici sa Tehnion Instituta, Univerziteta u Štutgartu i Univerziteta u Duisburgu-Essenu otkrili su da viši dimenzionalni kristali ne samo da određuju mehanička svojstva kvazikristala, već i njihova topološka svojstva.

Koristeći optičku mikroskopiju i dvostruku fotonsku fotoemisijsku mikroskopiju, istraživači su posmatrali elektromagnetne talase na površini kvazikristala. Njihova analiza pokazala je da se dva različita topološka uzorka mogu činiti identičnim kada se mere u ekstremno kratkom vremenskom intervalu – attosekundama. Ova pojava može biti objašnjena kao interakcija između topoloških i termodinamičkih svojstava kristala.

Ovi nalazi dodatno potvrđuju teorije Dolova Levina i Paula Steinhardta, koje su zasnovane na ranijim radovima matematičara Rogera Penrosea. Razumevanje kvazikristala kroz višu dimenzionalnost otvara nove mogućnosti u kvantnoj fizici i informatici, gde bi ova jedinstvena svojstva mogla biti iskorišćena za napredne metode kodiranja i prenosa informacija.