Los cuasicristales naturales pueden ser resultado de choques entre objetos del Cinturón de Asteroides

El patrón de difracción de electrones por retrodispersión del cuasicristal revela su estructura inusual. Crédito: Asimow Laboratory/Caltech.

Los cuasicristales formados naturalmente (sólidos como cristales con simetrías supuestamente imposibles) son algunas de las estructuras más raras de la Tierra. Hasta ahora sólo se han encontrado dos.

Un equipo dirigido por Paul Asimow, profesor de geología en Caltech, puede haber descubierto una de las razones de dicha escasez, demostrando en experimentos de laboratorio que los cuasicristales podrían formarse en colisiones entre cuerpos rocosos del Cinturón de Asteroides con composiciones químicas inusuales.

A nivel atómico, los cristales están ordenados y son periódicos, los que significa que poseen una estructura geométrica definida, repitiéndose esa estructura una y otra vez. Para que crezca una estructura repetitiva como ésta sin que la organización inicial se rompa, el cristal puede exhibir solo cuatro tipos de simetría rotacional: de orden dos, de orden tres, de orden cuatro o de orden seis. El número se refiere al número de veces que un objeto tendrá el mismo aspecto cuando es girado 360 grados alrededor de un eje. Por ejemplo, un objeto con simetría de orden dos tiene el mismo aspecto dos veces, o cada 180 grados de giro; un objeto con simetría de orden tres tiene el mismo aspecto tres veces, o cada 120 grados de giro; un objeto con simetría de orden cuatro parece el mismo cuatro veces, cada 90 grados.



Antes de 1984 se pensaba que era imposible que un cristal creciese con ningún otro tipo de simetría, no se había descubierto ningún ejemplo de cristales con otras simetrías en la naturaleza ni en el laboratorio. Pero ese año, el físico de Princeton Paul Steinhardt propuso una serie de condiciones bajos las cuales podrían existir en principio otras simetrías y Dan Sechtman, del Instituto de Tecnología de Israel, publicó un artículo anunciando la creación de una estructura de cristal con una simetría de rotación de orden cinco. A finales de la década de los años 2000 Steinhardt y su colega Luca Bindi encontraron en una muestra del meteorito Khatyrka un grano diminuto con simetría de orden cinco. En 2015 encontraron otro cuasicristal natural en el mismo meteorito. Es importante destacar que entre los minerales que contiene hay una aleación de aluminio-cobre que nunca se ha visto en ninguna otra parte de la naturaleza, solo en el meteorito Khatyrka.

Asimow simuló el choque de dos asteroides en su laboratorio y los resultados le conducen a afirmar que estas colisiones son el origen de los cuasicristales naturales. "Sabemos que el meteorito Khatyrka sufrió un choque. Y ahora sabemos que cuando golpeas los materiales iniciales disponibles en el meteorito, consigues un cuasicristal".http://observatori.uv.es/