Геохіміки зі США та Італії під керівництвом Пола Асімова з Каліфорнійського технологічного інституту знайшли свідчення того, що квазікристали можуть виникати в результаті зіткнень астероїдів. Лабораторний експеримент пояснює можливе походження двох відомих квазікристалів, знайдених на Землі. Обидва вони були частиною метеорита «Хатирка», знайденого в Корякському нагір'ї. Дослідження опубліковано в журналі, коротко про це повідомляє прес-реліз інституту.
Головна властивість кристалів - періодичність і пов'язана з нею симетрія. Якщо уявити собі нескінченно великий кристал (будь-який макроскопічний кристал в масштабах атомів можна вважати майже нескінченним), то в ньому буде нескінченно велика кількість площин і осей симетрії. Однак вимога нескінченної періодичності обмежує набір можливих осей симетрії. Так, у «справжніх» кристалах можуть бути присутні лише осі другого, третього, четвертого і шостого порядку - це означає, що кристал може збігтися з собою при обертанні навколо цієї осі два, три, чотири або шість разів.
Обмеження на порядок осі пов'язане з тим, що площину (в найпростішому випадку) не можна замостити однаковими п'ятикутними плитками. До 1984 року «заборонені» симетрії в кристалічних матеріалах не були описані і вважалися неможливими. Це переконання було зруйновано Даном Шехтманом, коли він виявив в алюмінієвому сплаві ікосаедричну фазу з віссю симетрії п'ятого порядку. Кристалічна структура нового класу матеріалів мала порушену періодичність, тому він отримав назву квазіперіодичних кристалів або квазікристалів. Прикладом таких структур виступають мозайки Пенроуза. У 2011 році хімік отримав за відкриття Нобелівську премію.
Для синтезу квазікристалів потрібні точно вивірені умови - температурні режими і швидкість охолодження сплавів. Таким чином, знайти ці матеріали можна було лише в лабораторіях. У природі квазікристали були виявлені двічі - на початку 2000-х і в 2015 році. В обох випадках йшлося про включення в метеориті «Хатирка». Яким чином квазікристали могли сформуватися в небесному тілі було невідомо, проте вчені зазначали, що ще до потрапляння на Землю метеорит пережив якесь зіткнення.
У новій роботі геохіміки зімітували умови зіткнення між небесними тілами в лабораторному експерименті. Вчені помістили в сталеву шайбу стопку зрізів: олівіну, часто присутнього в метеоритах, сплаву міді та алюмінію, виявленого в метеориті «Хатирка» і фрагменту метеорита Canyon Diablo. Шайба використовувалася в якості мішені, в яку на швидкості 0,9 кілометра в секунду врізався танталовий снаряд. У зразку виникали тиски аж до 200 тисяч атмосфер, речовини стискалися, нагрівалися, після чого тиск зникав і відбувалося поступове охолодження.
Вчені розрізали шайбу і досліджували її за допомогою мікроскопічних і рентгенівських методів. Хімікам вдалося виявити в ній області ікосаедричної фази - квазікристалів. Знахідка підтверджує гіпотезу про зв'язок між зіткненням, що сталося з метеоритом «Хатирка» і знахідкою «неправильних» кристалів у ньому.
Хіміки відзначають, що неясною залишається природа сплаву алюмінію і міді, виявленого в «Хатирку». Крім того, незрозуміло, на якому етапі зіткнення (як штучного, так і космічного) виникає квазікристалічна фаза.
Раніше японські фізики вперше побачили безпосередньо зростання квазікристалів. Цей процес цікавий тим, що хоча періодичність шарів у таких матеріалах порушена, вона все одно підпорядковується певній закономірності, званій ґратами Фібоначчі. У такій решітці геометрія наступного шару визначається не тільки тим, яку геометрію мав останній шар, але і всі попередні.