یک گروه تحقیقاتی موفق به متبلور کردن مولکول خاصی روی سطح نقره شد و انتظار داشتند که الگوی منظمی ایجاد کنند، اما هر بار الگوی متفاوت و نامنظمی مشاهده کردند که هرگز تکرار نمیشد. دلیل این پدیده، شکل خاص مولکولها بود که موجب قرارگیری مثلثهای کوچک و بزرگ در کنار هم، بدون هماهنگی کامل شد. این موضوع منجر به ایجاد طرحهای عجیب و غیرتکراری شد، مشابه پازلی که هرگز به یک شکل چیده نمیشود.
در دنیای ریاضیات، مسالهای به نام «اینشتین» وجود دارد که ارتباطی با آلبرت اینشتین ندارد. این مساله میپرسد آیا میتوان سطحی را با یک شکل واحد کاشیکاری کرد به گونهای که الگو هرگز تکرار نشود؟ این شکل برای اولین بار در سال ۲۰۲۲ توسط ریاضیدان آماتور انگلیسی، دیوید اسمیت کشف شد. اخیراً محققان مؤسسه Empa بهطور غیرمنتظرهای مشابه این الگو را در ساختار بلورهای مولکولی یافتهاند.
زمانی که مولکول خاصی بر روی سطح نقره بلورینه شد، بهجای ایجاد ساختار منظم، الگوهای نامنظمی شکل گرفت که هرگز تکرار نمیشدند. محققان در ابتدا این پدیده را خطای آزمایشی تصور کردند، اما آزمایشهای بیشتر نشان داد که این الگوهای شبهتصادفی واقعی هستند. مولکول مورد استفاده tris(tetrahelicenebenzene) یا t[۴]HB بود که ویژگی منحصربهفردی دارد: میتواند دستسانی (chiral) خود را در دمای اتاق تغییر دهد، در حالی که بیشتر مولکولهای کایرال معمولاً شکل خود را حفظ میکنند.
چرا الگوها هرگز تکرار نمیشوند؟ محدودیتهای چیدمان مولکولی باعث میشود مولکولها مثلثهایی با اندازههای مختلف تشکیل دهند. ناهماهنگی ناشی از کایرالیته نیز موجب میشود مثلثهای ایجادشده کاملاً بر هم منطبق نشوند و الگویی با جابهجاییهای کوچک ایجاد شود. همچنین، نقصهای کوچک در این الگوها، ساختاری شبیه مارپیچ را شکل میدهند.
این کشف اهمیت زیادی برای آینده دارد، زیرا پیشبینی شده که الکترونها روی سطوح نامتناوب رفتار متفاوت و جدیدی در فیزیک ایجاد میکنند. همچنین، طراحی سطوح مهندسیشده با ویژگیهای الکتریکی خاص میتواند کاربردهای بالقوهای در نانوالکترونیک داشته باشد. محققان پیشنهاد میکنند که برای بررسی دقیقتر خواص کوانتومی این ساختارها، باید آنها را تحت میدانهای مغناطیسی مورد بررسی قرار دهند.
نظرات کاربران