Химик в одиночестве

Дэниэл Шехтман не говорил: «Эврика!»
Фото AFP/Israel Institute of Technology

Так бывает нечасто, но все-таки порой случается – в этом году Нобелевскую премию по химии присудили одному человеку. Им оказался Дэниэл Шехтман (1941 г.р.) из Израильского технологического института в Хайфе. Полновесные десять миллионов шведских крон (1,4 млн. долл.) он получит за открытие квазикристаллов.

Все началось утром 8 апреля 1982 года, когда Шехтман посмотрел в электронный микроскоп на кристаллическую решетку несколько необычного сплава алюминия и магния. Он увидел там картину, невозможную с точки зрения законов симметрии. Кристаллические ячейки имеют иногда самые причудливые формы, но они всегда повторяют друг друга во всех узлах решетки. Здесь атомные узоры (а) не повторялись и (б) состояли из «запрещенного» законами симметрии числа атомов, а именно из десяти.

Шехтман не сказал «Эврика!», он сказал: «Eyn chaya kazo», что в переводе с иврита примерно означает: «Такого не может быть в принципе». Но электронный микроскоп раз за разом доказывал обратное. Коллеги смеялись над ним, руководитель сначала порекомендовал ему почитать учебник по кристаллографии, а потом и вообще уволил.

Шехтману долго пришлось доказывать свою правоту. То, что атомы квазикристаллов могут собираться в апериодические мозаики, помогло ученым понять, что представляют собой эти структуры на атомном уровне и каким математическим правилам подчиняются.

Впоследствии в лабораториях ученые синтезировали много различных квазикристаллов, а в 2009 году квазикристаллы были обнаружены и в природе – в минерале, найденном на Чукотке, в реке Хатырка. Квазикристаллы были также обнаружены в самых прочных сортах стали. Оказалось, что в стали квазикристаллическая решетка играет роль брони для более мягких железных структур. Одна из шведских компаний взяла это свойство квазикристаллов на вооружение и с их помощью выпускает сейчас стальную продукцию типа бритвенных лезвий и т.д. Ученые также интенсивно экспериментируют, пытаясь применить квазикристаллы в других товарах – от сковородок до дизельных двигателей.