מה זה בעצם גביש קוואזי-מחזורי?

על רקע השמחה הרבה שמרגיש כל ישראלי בלב על עוד זכייה כחול-לבן בפרס הנובל היוקרתי, רבים נותרו מבולבלים מהמורכבות הרבה שנדרשת להבנת התגלית של פרופ' דני שכטמן. בואו לגלות מה זיכה אותו בפרס הנובל, ועל הדרך - גם להשכיל בכמה מושגים בסיסיים בכימיה

עד לשנת 1982, האמין עולם המדע כי גביש הוא צורה של חומר מוצק, שמתאפיין בעיקר בסדר ומחזוריות. באותה שנה, גילה פרופ' דן שכטמן מהפקולטה להנדסת חומרים בטכניון כי לא כל הגבישים מתנהגים בצורה זו, ועל כך הוענק לו היום פרס הנובל בכימיה.

פרופ' שכטמן גילה למעשה תופעה שנחשבה עד לאותה תקופה כבלתי אפשרית - את הגבישים הקוואזי מחזוריים. בעקבות זאת הוא נאלץ להתמודד עם קהילה מדעית שלמה, ובראשה חוקרי בכירים בעלי שם, שסירבו לקבל את ממצאיו - אך לבסוף הצליח לשכנע את כולם בצדקתו.

רוצים לקבל עדכונים נוספים? הצטרפו לפייסבוק רשת

הכירו: דיפרקציה וסימטריה סיבובית

כדי להבין מהו גביש קוואזי מחזורי, יש ראשית להסביר מספר מושגים. הראשון הוא דיפרקציה - התפזרות קרינה כתוצאה מאינטראקציה שלה עם חומר מסוים. מושג נוסף הוא סימטריה סיבובית, שפירושה כי אם נסובב גוף מסוים, נוכל לראות שוב ושוב את אותה התמונה.

כך, למשל, אם נסובב באיטיות סביבון שעל פאותיו לא כתוב כלום, נראה ארבע פעמים את אותה התמונה, עד שנגיע שוב לנקודת ההתחלה.

גביש קוואזי מחזורי הוא חומר מוצק, שמהווה מצב צבירה חדש שטרם התגלה, שהסדר האנטומי שלו כולל סימטריה מחומשת סיבובית ותמונות דיפרקציה לא מחזורית. המשמעות: לא מדובר בסימטריה רגילה החוזרת על עצמה בצורה סיבובית בת שניים, שלושה, ארבעה או שישה מחזורים, כמו בדוגמה של הסביבון, אלא כזו שחוזרת על עצמה חמש פעמים, באופן בלתי מחזורי.

בשנת 1912 אישר מדען גרמני כי לרוב המוצקים מבנה גבישי מסודר ומחזורי, אך עד לתגלית של פרופ' שכטמן לא נמצאו גבישים שאינם מחזוריים. לתגלית הגיע פרופ' שכטמן בעקבות סדרה של ניסיונות שהראו מה גורם לסימטריה המחומשת. היום, כאמור, הוענק לו פרס הנובל על כך.