02/18/2017 10:30

Quasikristalle

Category: Wissen

Faszinierend und (vorläufig) nutzlos

Es kommt heutzutage nicht mehr oft vor, dass Wissenschaftler wirklich wertfrei forschen und Fragestellungen untersuchungen, nur weil es sie interessiert. Unabhängig davon, ob die Beantwortung ihrer Fragen „unser Verständnis vom Aufbau des Universums“ erweitert oder sich gar technisch gewinnbringend anwenden lässt. Einer von dieser aussterbenden Spezies ist Paul Steinhardt, Professor für Physik an der Princeton University und seit jeher bekannt für seine abgefahrenen Ideen.1

Schon seit den Achtziger Jahren ließ Steinhardt eine Frage nicht los, die wohl außer ihm niemandem schlaflose Nächte bereitet: In der Natur finden wir zwei Sorten von Festkörpern - zum einen die Kristalle mit ihrer regelmäßig geometrischen Anordnung der Atome in einem Gitter, zum anderen die amorphen Substanzen, deren Atome völlig regellos angeordnet sind. Wieso gibt es nur totale Ordnung oder totales Chaos, aber nichts dazwischen?

Steinhardt postulierte daraufhin die Existenz sogenannter Quasikristalle, deren Muster sich zwar wiederholen, jedoch niemals exakt. Und 1982 gelang es ihm sogar, einen Quasikristall im Labor synthetisch herzustellen. Ein Experiment, das seither mehr als hundertfach wiederholt wurde.

Doch eigentlich ist es Aufgabe der Physiker, die Natur zu untersuchen und verstehen zu lernen, nicht Dinge zu erschaffen, die es gar nicht gibt. Daher machte sich Steinhardt nun auf die Suche nach natürlichen Quasikristallen. 2011 fand er den ersten in einer millimetergroßen Gesteinsprobe des Khatyrka-Meteoriten aus Sibirien. Es zeigte sich, dass zur Entstehung von Quasikristallen Druckverhältnisse herrschen müssen, wie sie allenfalls bei der Kollision kosmischer Objekte, etwa Asteroiden, vorkommen.

Es war die Suche nach der Nadel im Heuhaufen, in einem Gesteinsbrocken nach Quasikristallkörnchen von maximal ein paar Mikrometern Größe zu forschen. „Niemand würde so etwas tun, es sei denn, er wäre so total verrückt wie wir.“, sagt Steinhardt. 2016 fand er in dem Meteoriten bereits den dritten Quasikristall.

Und wozu das Ganze? Steinhardt hat eine quasikristallbeschichtete Bratpfanne in seinem Büro und lobt die Härte der Beschichtung bei gleichzeitig glatter, gleitfähiger Oberfläche. Ansonsten sind technische Anwendungen bislang nicht bekannt.

Quelle: Matrix3000 Band 98

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