Bí ẩn về cách các tinh thể gần như tinh thể hình thành

Các tinh thể gần đúng, lần đầu tiên được phát hiện vào năm 1982 bởi Dan Shechtman, là những vật liệu kỳ lạ có các nguyên tử tạo thành các mẫu phức tạp, không lặp lại như hình ngũ giác và thập giác, thách thức các quy tắc và trực giác tinh thể học truyền thống. Những mẫu này thể hiện các đối xứng “bị cấm”, như đối xứng quay năm lần, mà không thể lát không gian một cách định kỳ. Khái niệm về các mẫu gần như tuần hoàn như vậy đã được dự đoán về mặt toán học bởi Roger Penrose vào những năm 1970 thông qua các lát Penrose của ông, phủ kín một mặt phẳng mà không có khoảng trống hay chồng lấp nhưng không bao giờ lặp lại chính xác. Phát hiện của Shechtman về các tinh thể gần đúng trong hợp kim kim loại đã thách thức những giả định lâu đời trong khoa học vật liệu và giúp ông giành giải Nobel Hóa học năm 2011. Nghiên cứu gần đây, đặc biệt từ Đại học Michigan, đã làm sáng tỏ quá trình hình thành và sự ổn định của các tinh thể gần đúng. Một nghiên cứu đã chứng minh rằng một số tinh thể gần đúng là ổn định về mặt nhiệt động lực học, nghĩa là sự sắp xếp nguyên tử của chúng đại diện cho trạng thái năng lượng tối thiểu thay vì trạng thái tạm thời hoặc metast