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Nobelpreis für Chemie: Kristalle mit unmöglicher Symmetrie
Seit der bahnbrechenden Entdeckung des diesjährigen Chemie-Nobelpreisträgers sind Kristalle nicht mehr das,
was sie einmal waren. Dan Shechtman vom Institut für Materialwissenschaften der Universität Haifa
erkannte als Erster, dass es Festkörper gibt, deren Atome regelmäßig, aber nicht periodisch angeordnet sind.
Was ist ein Kristall? Lange Zeit lautete
die Antwort: eine Substanz,
deren Bausteine in einem regelmäßigen,
periodischen Gitter angeordnet
sind. Doch vor 20 Jahren sah sich die
International Union of Crystallography
gezwungen, diese so offensichtlich
scheinende Definition umzustoßen
und durch eine völlig neue zu ersetzen.
Grund waren Untersuchungen, die Dan
Shechtman zehn Jahre zuvor am National
Institute of Standards and Technology
der USA in Gaithersburg (Maryland)
durchgeführt hatte und die ihm
heuer den Nobelpreis für Chemie eintrugen.
Dem israelischen Physiker war
1982 der Nachweis gelungen, dass es
Kristalle gibt, in denen die Atome nicht
periodisch, aber trotzdem regelmäßig
angeordnet sind und die deshalb "verbotene" Symmetrien aufweisen. Was
das heißt, kann ein Exkurs ins heimische
Badezimmer veranschaulichen.
Wer dessen Wand mit Fliesen in Form eines regelmäßigen Fünfecks kacheln möchte, wird schnell feststellen, dass das nicht geht. Wie schon die alten Griechen und Römer wussten, die Meister in der Herstellung von Mosaiken waren, eignen sich unter den regelmäßigen Polygonen nur Dreieck, Quadrat und Sechseck zum lückenlosen Überdecken einer Fläche. Demnach können Kachelmuster, die aus einer einzigen Fliesenart bestehen, auch keine anderen Symmetrien aufweisen als solche, über welche die drei genannten Polyeder selbst bereits verfügen...
Wer dessen Wand mit Fliesen in Form eines regelmäßigen Fünfecks kacheln möchte, wird schnell feststellen, dass das nicht geht. Wie schon die alten Griechen und Römer wussten, die Meister in der Herstellung von Mosaiken waren, eignen sich unter den regelmäßigen Polygonen nur Dreieck, Quadrat und Sechseck zum lückenlosen Überdecken einer Fläche. Demnach können Kachelmuster, die aus einer einzigen Fliesenart bestehen, auch keine anderen Symmetrien aufweisen als solche, über welche die drei genannten Polyeder selbst bereits verfügen...
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