Os cientistas acabaram de fazer o maior quasicristal de todos os tempos – porque um deles apostou que isso não poderia ser feito

Jan 23, 2024

O quasicristal, um tipo de cristal não repetitivo que antes era considerado impossível, foi feito agitando milhares de bolas de metal em uma bandeja por mais de uma semana.

Ao agitar milhares de esferas de metal numa bandeja durante uma semana, os investigadores criaram o maior quasicristal de sempre – uma estrutura que os cientistas anteriormente consideravam impossível.

Representados pela primeira vez nos padrões de azulejos irregulares e não repetitivos da arte islâmica primitiva, os quasicristais são cristais cujos átomos se encaixam em um arranjo ordenado e, ainda assim, fascinantemente, nunca se repetem. Eles são cristais, mas quebram teimosamente as regras de simetria antes usadas para separar os cristais tradicionais dos sólidos estruturados de forma mais caótica.

Teorizadas pela primeira vez em 1981 e descobertas em 1982, as estruturas outrora controversas fizeram com que o cientista que as encontrou fosse expulso do seu laboratório por defender a sua descoberta – antes de lhe valer mais tarde o Prémio Nobel de Química de 2011.

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Agora, os cientistas criaram o maior quasicristal de sempre a partir de circunstâncias igualmente controversas – como consequência de uma aposta feita entre o investigador principal e um colega sobre se a experiência funcionaria. Os pesquisadores publicaram suas descobertas em 4 de julho no servidor de pré-impressão arXiv; o artigo ainda não foi revisado por pares.

Desde a sua descoberta, centenas de quasicristais foram produzidos em laboratórios e alguns até foram descobertos na natureza. No entanto, são todos bastante pequenos e feitos de partículas entre escalas micrométricas e nanométricas – ou entre 0,001% e 1% da largura de um fio de cabelo. Os cientistas queriam ver se conseguiriam produzir quasicristais milhares de vezes maiores.

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Para investigar o tamanho viável das partículas dentro de um quasicristal, os pesquisadores realizaram simulações de computador para encontrar os melhores tipos de partículas para formar um grande quasicristal. Seus resultados indicaram que duas partículas deveriam ser usadas: uma com 2,4 milímetros (0,09 polegadas) de diâmetro e outra com diâmetro de 1,2 mm (0,047 polegadas).

Depois de colocar cerca de 4.000 esferas de aço de ambos os tamanhos em um recipiente raso, os pesquisadores fizeram as esferas balançarem e se sacudirem a uma taxa de 120 vezes por segundo durante uma semana e filmaram o processo conforme ele ocorria. Depois de rever a sua experiência, os investigadores escreveram no seu artigo, “uma imagem interessante parece surgir”.

As esferas se organizaram na estrutura de azulejos e não repetitiva de um quasicristal composto de três partes básicas: grandes esferas em um quadrado com uma ou quatro esferas menores colocadas no meio, e grandes esferas formando triângulos com esferas menores em seus centros. .

A maioria das aplicações práticas dos quasicristais ainda está muito distante, mas suas propriedades únicas poderiam permitir-lhes proteger objetos do calor, reforçar o aço e reparar ossos quebrados. Mais pesquisas sobre este novo cristal e suas semelhanças com outros quasicristais poderiam aproximar essas possibilidades da realidade.

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Ben Turner é redator da Live Science no Reino Unido. Ele cobre física e astronomia, entre outros tópicos como tecnologia e mudanças climáticas. Ele se formou em física de partículas pela University College London antes de se formar como jornalista. Quando não está escrevendo, Ben gosta de ler literatura, tocar violão e se envergonhar jogando xadrez.

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