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Los cuasicristales son estructuras cristalinas con patrones asombrosos. Aunque pueden ser sintetizados en laboratorio para múltiples aplicaciones, hasta la fecha solo se había encontrado una muestra de ellos en la Naturaleza. Ahora, una expedición realizada al extremo oriente de Rusia ha conseguido hallar nuevas muestras de cuasicristales de origen natural.
Los científicos responsables del hallazgo afirman que estos cuasicristales habrían llegado a la Tierra en un meteorito que se formó en los albores del sistema solar, por lo que podrían aportar a la ciencia una información muy valiosa. Por Yaiza Martínez.
Los llamados cuasicristales son estructuras cristalinas que presentan unos patrones regulares que asombrosamente nunca se repiten, como ocurre con los mosaicos árabes, con los que han sido comparados.
Fueron sintetizados por vez primera en laboratorio en 1982 por el investigador israelí Daniel Shechtman, que fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 2011 por este logro.
Previamente, en la naturaleza se había encontrado una única muestra de cuasicristales de origen natural en Chukotka, una región del extremo oriente de Rusia. El hallazgo fue realizado en 1979.
Cuasicristales de origen extraterrestre
Ahora, los resultados de una expedición realizada a esa misma región, emprendida para encontrar más cuasicristales naturales, ha conseguido hallarlos, y también ha encontrado evidencias convincentes de que estas estructuras llegaron a la Tierra desde el espacio exterior.
En un artículo publicado por la revista Reports on Progress in Physics, los científicos Paul J Steinhardt (Princeton University, Estados Unidos) y Luca Bindi (de la Università degli Studi di Firenze, Italia) describen la expedición que con este fin realizaron diez investigadores, dos conductores y un cocinero.
Los científicos viajaron 230 kilómetros hacia el interior de las Montañas Koryak, en el extremo oriental de Rusia, para cribar una tonelada y media de sedimentos a mano, así como para analizar los ríos y montañas locales. Así fue como dieron con más cuasicristales de origen natural.
Ahora que Steinhardt, Bindi y el resto de miembros de su expedición han recogido más muestras de cuasicristales de Chukotka, se abren una serie de cuestiones que podrían ser respondidas en futuras investigaciones.
Preguntas sin respuesta
La primera de estas cuestiones sería sobre el origen de estos cuasicristales naturales. En el artículo mencionado, los científicos explican que las nuevas muestras de cuasicristales de origen natural halladas han aparecido en un entorno que no cuenta con las condiciones terrestres extremas necesarias para que estos cuasicristales se produzcan.
Por esa razón, los científicos argumentan que los cuasicristales fueron traídos a la Tierra por un meteorito.
Por otro lado, los hallazgos de Steinhardt y Bindi revelan que las muestras obtenidas llegaron a la región analizada en el llamado Último periodo glacial (último período más o menos reciente en la historia de la Tierra en el que extensas zonas de la superficie terrestre fueron ocupadas por casquetes de hielo), es decir, que el impacto del meteorito con nuestro planeta se habría producido hace alrededor de 15.000 años.
“El hecho de que la expedición haya encontrado más cuasicristales en la misma localización a la que hemos seguido la pista durante años es una inmensa confirmación de todo nuestro planteamiento” ha afirmado Steinhardt en un comunicado de AlphaGalileo.
Los científicos señalan que este descubrimiento resulta importante por la antigüedad del meteorito en el que los cuasicristales llegaron a la Tierra (se cree que podría haberse formado hace 4,5 mil millones de años, en los albores del sistema solar), y por su contenido.
Otras preguntas a contestar serían, según los investigadores, las siguientes: “¿Qué sabe la naturaleza que nosotros ignoramos? ¿Cómo ha formado de manera tan perfecta cuasicristales dentro de un meteorito, cuando a nosotros conseguir algo tan perfecto nos supone un duro trabajo de laboratorio? Y ¿qué otras cosas podemos encontrar en este meteorito, y qué podrían decirnos sobre los inicios del sistema solar?”
Steinhardt concluye: “En este momento, solo estamos viendo la punta de un iceberg”.
La sorprendente historia de los cuasicristales
El concepto de cuasicristales fue introducido por Paul J. Steinhardt, y uno de sus estudiantes, Dov Levine.
Antes de la labor de investigación de estos científicos, se había creído que todos los sólidos, sintéticos o naturales, forman cristales ordinarios – materiales cuyas estructuras están formadas por un solo tipo de grupos de átomos que se repite a intervalos regulares, reuniéndose de manera muy similar a como se reúnen los azulejos idénticos de los alicatados de las paredes de los baños, por ejemplo.
También se creía que los cristales tenían simetrías de solo dos, tres, cuatro y seis pliegues. Sin embargo, Steinhardt y Levine descubrieron una nueva posibilidad teórica, a la que denominaron cuasicristales.
Un cuasicristal tiene dos o más tipos de agrupaciones atómicas, que se repiten a intervalos distintos con una proporción irracional, lo que hace posibles todas las simetrías hasta entonces inconcebibles, como la simetría de cinco pliegues.
Desde su descubrimiento en el laboratorio, los investigadores han creado más de un centenar de cuasicristales artificiales, que han sido usados en diversas aplicaciones, desde sartenes antiadherentes hasta cojinetes y cuchillas de afeitar.
En lo que respecta a los cuasicristales de origen natural, como se ha dicho, sólo un cuasicristal de este tipo había sido previamente documentado: una muestra presente en el Museo de Historia Natural de Florencia, en Italia.
Dicha muestra fue localizada e identificada por Steinhardt, Bindi y sus colaboradores en 2009. Ellos descubrieron que contaba con seis ejes y una simetría de cinco pliegues, imposible en los cristales corrientes.
En el verano de 2010, nuevos experimentos realizados por los investigadores indicaron que dicha muestra procedía de un meteorito del tipo condrito carbonáceo CV3. Era un meteorito formado hace 4,5 mil millones de años, en los inicios del sistema solar.
Este hallazgo impulsó entonces una investigación para encontrar el lugar del que procedía la muestra. Finalmente, los científicos lograron descubrir que fue una persona llamada Valery Kryachko la que había tomado la muestra de un área remota de Chukotka en las montañas rusas, en 1979.
Desde entonces, su búsqueda no ha cesado, y finalmente ha arrojado los resultados que ahora se conocen.
Referencia bibliográfica:
Paul J Steinhardt y Luca Bindi, In search of natural quasicrystals, 2012 Rep. Prog. Phys. 75 092601.
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