Kimikako Nobel saria, kuasikristalak aurkitzeagatik

Kuasikristalak, kristalen antzera, atomoak ordenatuta dituzten materialak dira; baina ordena horrek ez du patroi errepikakor bat, kristaletan izan ohi duten bezala. Gaur egun ezagunak dira, eta mundu osoko laborategietan sintetizatzen dira kuasikristalak. 1980ko hamarkadan, ordea, gogor egin behar izan zuen Dan Shechtmanek aurkitu berri zuen atomo-antolaketa horren alde, kristalografoek eta fisikariek ezinezkotzat jotzen baitzuten horrelakorik egon zitekeenik. Azkenean onartu zuten, eta kristalen definizioa bera aldatzea ekarri zuen Shechtmanen aurkikuntzak. Horregatik eman diote aurtengo Kimikako Nobel saria.

Shechtman bera harritu egin zen mikroskopio elektronikoan ezinezkotzat jotzen zen errefrakzio-eredua ikusi zuenean. Aluminioz eta manganesoz eratutako kristal bat aztertzen ari zen. Zehazki, elektroiak material hori zeharkatzean zer ereduri jarraituz desbideratzen ziren jakin nahian zebilen. Izan ere, elektroien desbideratze edo difrakzio horrek erakusten du zer antolaketa edo banaketa duten atomoek materialean.

Bada, zirkuluan jarritako hamar puntu argiko errefrakzio-eredua ikusi zuen Shechtmanek. Kristalografiako Nazioarteko Taulan, kristalografiako erreferentziazko gida garrantzitsuenean, berriz, ez zen egitura hori zuen kristalik ageri. Izan ere, materialak bost ordenako simetria zuela ondorioztatu zuen ondorengo analisietan, eta ezinezkoa zen simetria hori zuen materialak kristalak izatea, ezinezkoa baita simetria hori izatea eta atomoak patroi errepikakor baten arabera ordenatuta egotea.

Egindako aurkikuntzaren berri ematen zuen artikulu bat argitaratzen saiatu zenean, berehala jaso zuen ezezko erantzuna. Kristalografian adituak ziren zientzialariei egindako aurkikuntzaren berri eman zienean ere, erabat kontra jarri zitzaizkion. Bere ikerketa-taldeko burua taldetik alde egin zezan eskatzera iritsi zen.

Shechtmanek, orduan, John Cahn fisikari ospetsuarengana joan zen laguntza eske. Cahnek berak berrikusi egin zituen Shechtmanen datuak, eta Denis Gratias kristalografoari kontsulta egin zion, Shechtmanek zerbaitetan hanka sartu ote zuen ikusteko. Esperimentuak behar bezala eginda zeudela ikusi zuten, ordea. Azkenean, hiruren artean idatzitako artikulu bat argitaratu zuten Physical Review Letters aldizkarian, eta pixkanaka adituak onartzen joan ziren. Halaber, beste kristalografo batzuk ohartu ziren lehenago kuasikristalak ikusi zituztela beren esperimentuetan. “Ezinezko” simetria-ereduak zituztenez, ordea, akatsen bat egin zutela ondorioztatu, eta kristal haiek baztertu zituzten.

Zientzialariek aurrerago argitu zuten simetria hori zuten materialek nola dituzten egituratuta atomoak. Urrezko zenbakiaz (τ konstantea) eta Fibonacciren serieaz baliatu ziren horretarako (Fibonacciren seriean, zenbaki bakoitza aurreko bien batura da, alegia, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144 eta abar). Hain zuzen, kuasikristaletako atomoen arteko zenbait distantzia τ konstanteari lotuta daude. Beraz, atomoek banaketa erregularra dute kuasikristaletan, nahiz eta ez jarraitu patroi errepikakor bati. Fibonacciren seriean ere zenbakien banaketa erregularra da, baina ez errepikakorra.

Hala, bada, zientzialariek kuasikristalen egitura onartutakoan, 1992an Kristalografoen Nazioarteko Elkarteak kristalaren definizioa aldatu zuen, eta hau eman zuen ontzat: “difrakzio-diagrama diskretua duen edozein solido”.