وتعتبر أشباه البلورات موادا تخالف القواعد التقليدية لعلم البلورات، فقبل اكتشافها لأول مرة في عام 1984، اعتقد العلماء أن المواد يمكن أن تكون إما بلورية (ذات أنماط متماثلة ومتكررة) أو غير متبلورة، مما يعني أنها مرتبة بشكل عشوائي وغير منظمة، حسبما ذكره موقع "لايف ساينس" اليوم الاثنين.
بالإضافة إلى ذلك، اعتقد العلماء أن البلورات يمكن أن تكون متناظرة فقط لعدد محدود من المرات عندما تدور حول محور - مرتين أو ثلاث أو أربع أو ست مرات.
وتكسر البلورات شبه البلورية تلك القواعد، حيث يتم تجميعها معًا في نمط مرتب، لكن هذا النمط يتكرر، ولديهم أيضًا تناظرات دورانية لا يمكن لأي بلورة عادية تحقيقها.
على سبيل المثال، يمكن لشبه البلورة ذات التناظر العشريني الوجهي أن تعرض تناظرًا خماسيًا حول ستة خطوط مختلفة للدوران.
تم اكتشاف المواد شبه البلورية لأول مرة في المختبر. في عام 2012، أعلن بول شتاينهارت، عالم الفيزياء النظرية بجامعة برينستون، ولوكا بيندي، عالم الجيولوجيا في جامعة فلورنسا بإيطاليا، عن اكتشاف لشبه بلورة طبيعية في نيزك سقط على شبه جزيرة كامتشاتكا في شمال شرق روسيا.
ثم ابتكر الباحثون المزيد من أشباه البلورات في المختبر عن طريق محاكاة درجات الحرارة المرتفعة والضغوط العالية التي يمكن العثور عليها عند اصطدام الأجسام الصخرية.
ثم تحولوا إلى مكان آخر حدث فيه انتقال سريع للغاية إلى درجة حرارة عالية وضغط مرتفع: موقع اختبار القنبلة الذرية الثالوثية في نيو مكسيكو. هناك، وجدوا المزيد من أشباه البلورات في المعادن حيث انفجرت القنبلة الذرية.
قال بيندي لموقع "لايف ساينس": "لهذا السبب، بدأت أفكر في مواد أخرى تشكلت في ظروف مماثلة، وفكرت في الفولغوريت، وهي مواد تشكلت عن طريق الصواعق".
تفريغ دراماتيكي
ويتشكل الفولغوريت (البرق المتحجر) عندما يضرب البرق الرمل، حيث تندمج الحبيبات معًا في أنبوب زجاجي مفرع، وجمع بيندي العديد من عينات الفولغوريت في بحثه عن أشباه البلورات.
وتم العثور على الفولغوريت بالقرب من خط كهرباء سقط في عاصفة عام 2008، ولم يشاهد أحد الحدث، لذا فإن الباحثين ليسوا متأكدين مما إذا كان البرق قد ضرب خط الطاقة وخلق الفولغوريت، أو ما إذا كان الخط قد سقط في مهب الريح وخلق الفولغوريت مع تفريغه شحنته الكهربائية.
وفي كلتا الحالتين، احتوى الزجاج المتفرّع الناتج على خليط من المواد من الرمل والمعادن في الخط الكهربائي، بما في ذلك المنغنيز والسيليكون والكروم والألمنيوم والنيكل.
ولخلط هذه المواد، يجب أن تكون درجة حرارة الرمال قد وصلت لفترة وجيزة إلى ما لا يقل عن 1،710 درجة مئوية.
وباستخدام المجهر الإلكتروني، وجد بيندي وشتاينهاردت وزملاؤهم بلورة من 12 جانبًا و12 زاوية مع تناظر 12 ضعفًا مضمنة في الفولغوريت.
وكتب العلماء في ورقتهم البحثية أن أشباه البلورات ذات هذا النوع من التناظر هي أكثر ندرة من البلورات بشكل عام.
وقال بيندي إن الاكتشاف يشير إلى أماكن جديدة للبحث عن أشباه البلورات الطبيعية.