Нобелевка за мостик между живым и неживым

5 октября 2011 года

Лауреатом Нобелевской премии по химии за 2011 год стал израильский ученый Даниэль Шехтман за открытие квазикристаллов - объектов, имеющих необычные свойства. Квазикристаллы, зачастую называемые "мостиком" между живой и неживой природой, уже нашли применение в авиационной и автомобильной промышленности.

НЕОЖИДАННОСТЬ ПОД МИКРОСКОПОМ

"Днем рождения" квазикристаллов считается 8 апреля 1982 года, когда Шехтман, рассматривая сплав алюминия и марганца в электронный микроскоп, обнаружил необычную картину, и сделал об этом запись в своем дневнике.

С одной стороны, наблюдавшаяся в микроскоп картинка говорила, что ученый имеет дело не с классическим кристаллом. В то же время, результаты применения методов дифракции показывали, что речь все-таки идет о кристаллической структуре. Новую структуру в итоге назвали квазикристаллом.

Неожиданность открытия Шехтмана была в том, что до него кристаллографы знали: у кристаллов есть осевая симметрия второго, третьего, четвертого и шестого порядков. Иначе говоря, кристаллы совпадут сами с собой при повороте на 180 градусов (симметрия второго порядка), 120 градусов (симметрия третьего порядка), на 90 градусов (симметрия четвертого порядка) и на 60 градусов (симметрия шестого порядка).

Но Шехтман обнаружил симметрию пятого порядка - так, как если бы кристалл совпал сам собой при повороте на 72 градуса.

Симметрией пятого порядка обладает так называемая мозаика Пенроуза - узор, собранный из немного различающихся по размеру ромбов, предложенный английским математиком Роджером Пенроузом в 1973 году. До открытия Шехтмана считалось, что мозаика - не более, чем математическая абстракция.

В ноябре 1984 года журнал Physical Review Letters опубликовал статью Шехтмана об экспериментальном доказательстве существования металлического сплава с уникальными свойствами. Некоторые эксперты сравнивают значение открытия квазикристаллов для кристаллографии с введением понятия иррациональных чисел в математике.

МЕЖДУ ЖИВЫМ И НЕЖИВЫМ

Симметрия пятого порядка, отсутствующая в неживой природе, широко представлена в мире живого - ее, в частности, обладают цветы груши и яблони, морские звезды. Поэтому квазикристаллы зачастую называют "мостиком" между живым и неживым.

Четверть века после первой публикации Шехтмама по квазикристаллам считалось, что они могут быть созданы только искусственным путем. Но в 2009 году естественные квазикристаллы, состоящие из атомов железа, меди и алюминия, были обнаружены в России во фрагментах пород, собранных на Корякском нагорье.

Квазикристаллы представляют собой сплавы металлических элементов, и свойства их уникальны, они находят широкое применение в разных областях, пояснил профессор Московского института стали и сплавов Юрий Векилов. По его словам, у них низкая теплопроводность, их электрическое сопротивление с ростом температуры падает, в то время как у обычных металлов растет. Квазикристаллы используются в авиационной и автомобильной промышленности в виде легирующих добавок, отметил ученый.

НОБЕЛЕВСКИЙ "ЮБИЛЕЙ" ИЗРАИЛЯ

Шехтман стал "юбилейным", десятым представителем Израиля, получившим Нобелевскую премию.

Первым нобелиатом из этой страны стал писатель Шмуль Йосеф Агнон, получивший в 1966 году совместно с немецкой поэтессой Нелли Закс премию по литературе.

Позже в XX веке нобелиатами становились премьер-министры Израиля Менахем Бегин и Ицхак Рабин с президентом Шимоном Пересом. Приход нового века был отмечен двумя израильскими лауреатами в области экономики и тремя - в области химии.

Решение Нобелевского комитета не оправдало различные прогнозы, в частности, игроков в посвященном химии блоге ChemBark. Согласно их ставкам, большие шансы на получение премии в этом году были у француза Пьера Шамбона и двух американцев, Рональда Эванса и Элвуда Дженсена, совершивших свои открытия в области так называемых ядерных рецепторов, которые регулируют работу генов в живых клетках.

В четверг в Стокгольме пройдет церемония объявления лауреата Нобелевской премии по литературе.

Размер Нобелеской премии в каждой из пяти номинаций составляет 10 миллионов шведских крон (примерно 1 миллион евро).