Невозможность второго рода. Невероятные поиски новой формы вещества

Как и в случае со всеми остальными нашими новооткрытыми минералами, Лука тщательно подготовил заявку в Международную минералогическую ассоциацию. Однако на сей раз он предпочел скрыть все от меня. Он сам решил назвать новый минерал “стейнхардтитом” – в мою честь. Он проконсультировался с другими участниками экспедиции, которые тайно это одобрили и согласились стать соавторами заявки. Даже мой сын Уилл, тоже присоединившийся к заговору, не рассказал мне о происходящем. Лука подал документы в Международную минералогическую ассоциацию, и вскоре стейнхардтит получил официальное признание.

Я был глубоко тронут, когда Лука рассказал мне об этом. Подобные события случаются редко, и это большая честь, особенно для физика-теоретика. Для меня было невероятно ценно то, что все это было организовано моими товарищами по команде. Благодаря им я навсегда минерализовался.

Количество доступного сегодня природного стейнхардтита микроскопическое. Голотип, которым стало закрепленное на нити крошечное зерно (на снимке выше), теперь находится на постоянном хранении у Луки во флорентийском Музее естественной истории. Похожий образец лежит в бесценной шкатулке на моем столе в Принстоне.

Второй квазикристалл

Однако L’Uomo dei Miracoli на этом не остановился. Пытаясь извлечь побольше стейнхардтита из микроскопических осколков зерна № 126, Лука обнаружил кое-что получше – вторую разновидность природных квазикристаллов. Тот, кто незнаком с предысторией, несомненно, сказал бы, что найти два разных типа природных квазикристаллов в одном образце невозможно. Но к тому времени мы уже привыкли, что практически все наши достижения были из разряда невозможных.

Второй природный квазикристалл отличался от первого – икосаэдрита – как геометрически, так и химически. В химическом плане он представлял собой смесь металлического алюминия, никеля и железа, похожую на стейнхардтит, но с другим процентным содержанием трех элементов.

Но что было в новом квазикристалле совершенно потрясающим, так это его симметрия. Мы знали, что, подобно обычным кристаллам, природные квазикристаллы также, по крайней мере в теории, могут иметь разную симметрию. Но никто из нас даже не надеялся обнаружить все в том же метеорите природный квазикристалл с другой симметрией. Хатырка оказался подлинным чудом.

У первого в истории природного квазикристалла, открытого несколькими годами ранее, икосаэдрита, имеется шесть различных направлений, вдоль которых можно наблюдать знаменитую запрещенную симметрию пятого порядка. А вот второй природный квазикристалл имел только одно такое направление. И тут была запрещенная симметрия десятого порядка.

Как показано ниже на верхнем снимке, структура заполнена маленькими десятиугольными кольцами атомов. Дифракционная картина, представленная на нижнем левом снимке, подтверждает симметрию десятого порядка вдоль одного направления. Но по другим направлениям наблюдается периодичность, как в обычном кристалле, о чем свидетельствуют расположенные на равных расстояниях ряды дифракционных пятен на нижнем правом снимке.

Обнаружение квазикристалла совершенно нового типа намного превосходило все, что мы с Лукой смели вообразить. Связавшись по “Скайпу”, мы радовались этой несказанной удаче.

И снова Лука представил доказательства в Международную минералогическую ассоциацию в заявке об открытии нового минерала. Там быстро проголосовали за и приняли предложенное нами название декагонит.

Декагонит был новым природным минералом, однако специалисты по квазикристаллам уже знали этот материал. Квазикристалл с такими же составом и симметрией синтезировал Ан-Пан Цай с коллегами в 1989 году, через два года после того, как был создан первый в мире безупречный образец синтетического квазикристалла.

Никто не ожидал найти этот десятиугольный квазикристалл в природе. Но это достижение Луки стало возможным благодаря крошечному обломку давно утраченного зерна № 126. Представьте только, что мог бы обнаружить мой блестящий коллега, если бы в Air Express не поступили так небрежно с остальной частью образца.

Удивительное зерно № 126а

Верится с трудом, но Луке удалось выжать третье открытие из остатков зерна № 126. Один из его срезов оказался настолько важным, что заслужил собственное обозначение. Мы назвали его зерном № 126А, и в нем содержалась масса новых данных о метеорите Хатырка.

С самого начала нашего исследования мы искали образец, в котором металлический алюминий находился бы в непосредственном контакте и химически реагировал бы с силикатами, обычно обнаруживаемыми в углистых хондритах. Лучшим примером, найденным к тому времени, было зерно № 125, которое изучали Чейни и Линкольн. К сожалению, контакты минеральных зерен в нем были нарушены в процессе эпоксидной фиксации.

Неожиданный сюрприз поджидал нас в зерне № 126A, которое изображено на снимке вверху.