Iedereen dacht dat 10-voudige symmetrie niet kon.

De Nobelprijs voor scheikunde gaat dit jaar naar de Israëlische onderzoeker Daniel Shechtman. Hij krijgt hem voor de ontdekking, in 1982, van zogeheten ‘quasikristallen’ met een symmetrie die tot dan toe theoretisch onmogelijk leek.

Achteraf bleek dat de atomen in zulke quasikristallen ‘aperiodiek’ zijn gestapeld: ze zitten in een wonderlijk patroon dat zichzelf niet herhaalt. Tot dan toe gold het dogma dat de stapeling in kristallen juist wèl volgens een vast, repeterend patroon dient te verlopen.

Nog iets later kwam het besef dat islamitische kunstenaars die aperiodieke stapeling in de 13e eeuw al beheersten. Mozaïeken uit die tijd, onder meer in het Alhambra-paleis in Spanje, vertonen ook zulke wonderlijke niet-repeterende patronen.

Maar toen Shechtman (Technion - Israelian Institute of Technology, Haifa) op 8 april 1982 een legering van aluminium en mangaan doorlichtte met een elektronenmicroscoop en een diffractiepatroon te zien kreeg dat theoretisch niet kòn, geloofde hij in eerste instantie zijn eigen ogen niet. En toen hij zichzelf er van had overtuigd dat het geen meetfout was, bleken zijn collega’s daar nog niet van overtuigd: het hoofd van het lab overhandigde hem een leerboek over kristallografie met de raad om het nog maar eens goed te lezen.

Het is wel vergeleken met een poging om een voetbal te maken van alleen maar zeshoekjes. Dat lukt in de praktijk ook niet; er moeten altijd vijfhoeken tussen zitten.

Eind 1984 wist Shechtman zijn diffractieplaatjes echter gepubliceerd te krijgen in Physical Review Letters. Prompt realiseerden vele collega’s zich dat ze ook wel eens zulke beelden onder ogen hadden gekregen, maar dat ze ze meteen hadden weggegooid in de veronderstelling dat er iets mis was gegaan.

Intussen had ook al iemand het verband gelegd met die islamitische mozaïeken en het werk dat de Britse wiskundige Roger Penrose aan aperiodieke patronen had gedaan. Nog voor het jaar om was, was duidelijk hoe zo’n quasikristal in elkaar zit. De sleutel is dat atomen in zo'n kristal op verschillende afstanden van elkaar kunnen zitten, waarbij de verhouding tussen die afstanden te maken heetf met de gulden snede.

bron: nobelprize.org

Onderwerpen