Невозможность второго рода. Невероятные поиски новой формы вещества

Я уже некоторое время не получал от Луки никаких вестей. Поэтому и не потрудился сообщить ему, что на неделе буду в Италии. Прогуливаясь по площади Сан-Лоренцо перед отелем в поисках хорошего итальянского кофе, я почувствовал вибрацию моего BlackBerry. Это был Лука. Открывая сообщение, я ожидал извещения об очередной неудаче. Но вместо этого электронное письмо начиналось так:

Я изучил музейный образец (из минералогической коллекции музея), помеченный как “хатыркит” (CuAl₂). При предварительном исследовании с помощью SEM [сканирующего электронного микроскопа] я понял, что этот образец на самом деле состоит из четырех различных фаз, а именно купалита (CuAl), хатыркита (CuAl₂), неизвестной фазы состава CuFeAl и, наконец, фазы со стехиометрическим составом Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅ (в нормировке на 100 атомов).

Остаток сообщения был посвящен последней упомянутой фазе – минералу, который Лука описал химической формулой Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅, означающей 65 % алюминия, 20 % меди и 15 % железа.

Образец, о котором он упоминал, представлен на следующей странице. На фото слева он находится в оригинальной пластиковой коробке, а рядом для масштаба положена монета достоинством в пять евроцентов. Бо́льшая часть того, что вы видите внутри коробки, – это комок замазки, удерживающий камень на месте, чтобы он не ударился и не разбился при перемещении. Сам образец поперечником всего около трех миллиметров (показан в увеличенном масштабе справа) был закреплен кусочком замазки за свой краешек.

На этом снимке с монетой в пять евроцентов я впервые увидел крошечное зернышко, с которого предстояло начаться грандиозному приключению.

Надпись на коробке с образцом гласила: Khatyrkite (хатыркит). Это кристаллический минерал, состоящий из CuAl₂ (один атом меди на каждые два атома алюминия). Хатыркит был внесен в официальный каталог Международной минералогической ассоциации, то есть его состав и периодическая структура уже были известны, а свойства тщательно измерены и задокументированы. Образец был зарегистрирован в официальном каталоге музея Флоренции под номером 46407/G. Этикетка на пластиковой коробке по неизвестной причине включала также номер 4061 со словом Khatyrka (Хатырка – название реки на Дальнем Востоке России) и надписью Koriak Russia, отсылавшей к Корякскому нагорью на границе Камчатки и Чукотки.

На снимке крупным планом видно, что зерно содержит сложный конгломерат минералов. Лука обнаружил, что части посветлее включали обычные минералы, такие как оливины, пироксены и шпинели. Более темный материал состоял в основном из сплавов меди и алюминия. На коробке стояла пометка “Хатыркит”, потому что писавший этикетку считал кристалл CuAl₂ тем компонентом, который делает образец достойным внимания.

Лука уже разрезал минерал слоями, чтобы изучить его состав. Он сделал шесть тонких шлифов, каждый толщиной с человеческий волос. Однако для изготовления этих шлифов Лука вынужден был пожертвовать большей частью образца. Девяносто процентов того, что в конечном итоге оказалось чрезвычайно ценным образцом минерала, было уничтожено. На рисунке ниже изображен тонкий шлиф, о котором Лука взволнованно рассказывал в своем электронном письме.

На черно-белом изображении видна смесь разных материалов, словно перемешанных случайным образом. С помощью электронного микрозонда, который бомбардирует образец узким пучком электронов для измерения химического состава, Лука смог идентифицировать большинство минералов шлифа. Каждая точка на изображении соответствует отдельному замеру.

Белые точки соответствуют местам, где Лука нашел хатыркит, CuAl₂ (как уже упоминалось, это один атом меди на каждые два атома алюминия). Черные точки соответствуют другому редкому кристаллу, известному как купалит, CuAl, – это смесь атомов меди и алюминия в соотношении 50 на 50.

Затем он нашел несколько поистине загадочных участков. Треугольники обозначают области со смесью атомов алюминия, меди и железа примерно в равных пропорциях, какой не встречается нигде в официальном каталоге природных минералов Международной минералогической ассоциации. А квадратики – это Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅, еще один вариант состава, которого не было в каталоге.