彭罗斯拼图和准晶

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来源：《科学Fans》2019年第02期

济南职业学院学报

1982年，以列科学家丹·谢赫特曼（Dan Shechtman）用X射线衍射测定一块自己合成的铝锰合金，观察到了正十边形的对称结构。在经典晶体学中，这种结构是不存在的，

关于厉行节约反对食品浪费的意见因为晶体的结构就像右图中左边这幅拼图一样，是某个单元结构（就是上一页说到的晶格）的重复，这种情况下不可能出现正十边形对称结构。由于这违背了人们之前对于晶体结构的认识，所以并没有受到重视，更没有得到物理学界的承认。

防喷盒但谢赫特曼认为这不是自己测量错误，而是发现了新的物质形态，他将其命名为准晶。事实上，准晶的结构就类似右图中右边这幅拼图——彭罗斯拼图。1974年，物理学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）提出了这种以两种四边形的拼图铺满平面的方案，这种拼图跟谢赫特曼的准晶体衍射图案一样，都包含正十邊形对称结构。不仅如此，它们的形态中还隐藏着美妙的数学常数——黄金分割数1.618…。彭罗斯拼图以一胖一瘦两种菱形镶拼而成，两种菱形的数量之比正好是黄金分割数;同样，在准晶中，原子之间的距离之比也往往趋近于这个值。在完备的数学理论支持下，同时人们发现了更多这类形态的物质，准晶终于得到了科学界的认可，谢赫特曼也因为发现了准晶而获得2011年的诺贝尔化学奖。

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