是否存在五重对称性晶体

是否存在五重对称性晶体

早在19世纪，研究结晶体的科学家就确定了晶体的分类体系，按照他们制定的规则，晶体绕固定的晶轴旋转时，允许每转1周、1/2周、1/3周、1/4周或1/6周产生相同的原子分布，它们分别被称为一重、二重、三重、四重或六重对称性；然而却不允许转1/5周、1/7周即产生自然重复的，于是他们断言，自然界中不可能存在五重、七重对性称的晶体，这似乎成了晶体学领域中的约定俗成。

事实是不是如此呢？

1983年，科学家在一次偶然的机会里发现了五重对称这种不可思议的结晶体。事情的经过是这样的：1983年，美国国家标准局的一个科学家小组正在为国防高级研究计划局研究新的超高强度的铝合金，这种用途独特的铝合金中含有锰、铁、钴、铬等元素。在通常条件下，铝是不能与这些金属熔合的，只有将铝和这些金属的熔化混合物以每秒几百万摄氏度的速率冷却，才能合成这种铝锰合金。电子显微镜专家谢克特曼对这种合金进行了衍射测量，惊奇地发现它具有五重对称的二十面体。起初他以为自己测量有问题，或是实验装置出了差错，因此，并不相信这一结果。然而，经过反复地测量，谢克特曼得到的总是同一个结果，为慎重起见，他还是没有立刻发表论文，直到请其他专家鉴定后，才将五重对称结晶体的发现公布于世，时间是1984年11月。谢克特曼的这一惊人发现，引起了众多学科科学家的兴趣。这对于结晶学界来说，是破天荒的第一遭，它无情地冲破了传统的结晶学规则。其实，这种结构的物质，对医学界来说，并不陌生，比如，引起扁桃体腺炎和小儿麻痹症的病毒，它们的蛋白质衣壳就是这种二十面体。

科学家们已经开始用六维的超空间几何学来分析这种结构，并准备用先进的原子探测器来研究这种结构中各种原子的相互位置。有的科学家认为，这项发现对物理学有关领域的影响就像欧几米德几何对数学的影响一样，它对生命化学也将产生重大的作用。