Prix Nobel de chimie pour la découverte de quasicristaux

2011/10/05 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia

• Kimika
• Sariak

Les quasicristaux, comme les cristaux, sont des matériaux avec les atomes ordonnés, mais cet ordre n'a pas de motif répétitif, comme les cristaux ont généralement. Ils sont actuellement connus et synthétisés dans des laboratoires du monde entier. Dans les années 1980, cependant, Dan Shechtman a dû lutter pour cette organisation atomique qu'il venait de découvrir, car les cristalgraphes et les physiciens considéraient impossibles. Finalement, il a été accepté et la découverte de Shechtman a supposé un changement dans la définition même des cristaux. D'où le prix Nobel de chimie de cette année.

Shechtman lui-même a été surpris de voir un modèle de réfraction considéré comme impossible au microscope électronique. Il étudiait un verre d'aluminium et de manganèse. En particulier, il essayait de savoir à quel modèle les électrons se détournaient en traversant ce matériau. En fait, cette déviation ou diffraction des électrons montre la disposition ou la distribution des atomes dans le matériau.

Shechtman a vu un modèle de réfraction de dix points clairs en cercle. Dans le Tableau International de Cristallographie, dans le guide de référence le plus important de la cristallographie, il n'y avait pas de cristaux avec cette structure. En fait, dans les analyses suivantes, il a conclu que le matériau avait une symétrie de cinq ordres, et il était impossible que le matériau contenant cette symétrie soit cristal, car il est impossible que cette symétrie existe et que les atomes soient ordonnés par un motif répétitif.

Quand il a essayé de publier un article dans lequel il a été informé de la découverte effectuée, il a immédiatement reçu une réponse négative. Même quand il a informé les scientifiques experts en cristallographie de sa découverte, il a été contredit. Le chef de son équipe de recherche a demandé à quitter le groupe.

Shechtman se rend alors au célèbre physicien John Cahn pour demander de l'aide. Cahn lui-même a examiné les données de Shechtman et a consulté le cristal Denis Gratias pour vérifier si Shechtman avait mis la patte dans quelque chose. Cependant, ils ont vu que les expériences étaient correctement faites. Enfin, ils ont publié un article écrit entre trois dans la revue Physical Review Letters et ont été progressivement accepter des experts. De même, d'autres cristallins ont réalisé qu'ils avaient vu auparavant les quasicristaux dans leurs expériences. Cependant, en ayant des modèles de symétrie «impossible», il a été déduit qu'ils ont commis une erreur et ces cristaux ont été écartés.

Les scientifiques ont éclairci plus tard comment les matériaux avec cette symétrie ont structuré leurs atomes. Pour cela, on a utilisé le nombre d'or ( constant) et la série de Fibonacci (dans la série de Fibonacci, chaque nombre est la somme des deux précédents : 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, etc. ). En fait, certaines distances entre les atomes des quasicristaux sont associées à une constante. Par conséquent, les atomes ont une distribution régulière dans les quasicristaux, même si un motif récurrent n'est pas suivi. Dans la série de Fibonacci aussi la distribution des nombres est régulière mais pas récurrente.

Ainsi, une fois que les scientifiques acceptent la structure des quasicristaux, en 1992 l'Association Internationale des Cristalgraphes a modifié la définition du cristal, donnant pour bon: “tout solide avec diagramme de diffraction discret”.