準結晶に関する研究と論争
シェヒトマンのノーベル賞受賞研究は、このAl-Pd-Mn合金のように、繰り返し構造を持たない規則的な結晶材料である準結晶の分野であった。 [ 12 ]ノーベル賞受賞講演後のダン・シェヒトマン氏へのインタビュー準周期 結晶、略して準結晶とは、規則性はあるものの周期性を持たない構造のことである。準結晶パターンは利用可能な空間を連続的に満たすことができるが、並進対称性を持たない。[ 13 ]「スペインのアルハンブラ宮殿やイランのダルブ・イ・イマーム廟の中世イスラムモザイクに見られるような非周期モザイクは、準結晶が原子レベルでどのように見えるかを科学者が理解するのに役立ってきた。これらのモザイクでは、準結晶と同様に、パターンは規則的である(数学的な規則に従う)が、決して繰り返されることはない。」[ 14 ]
スウェーデン王立科学アカデミーのノーベル委員会は、「彼の発見は極めて物議を醸した」が、彼の研究は「最終的に科学者たちに物質の本質についての考え方を再考させることになった」と述べた。[ 14 ]シェヒトマンの発見により、他のいくつかのグループが1987年までに同様の準結晶を形成することができ、これらの材料は熱伝導率と電気伝導率が低く、構造的安定性が高いことを発見した。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]準結晶は自然界でも発見されている。[ 18 ] [ 19 ]
シェヒトマンが準結晶に関する研究結果を1984年に発表した日から、ライナス・ポーリングが1994年に亡くなるまでの間、シェヒトマンはポーリングから非周期的な解釈に対する敵意を向けられた。「長い間、私は世界を敵に回していた」とシェヒトマンは語った。「私は嘲笑され、結晶学の基礎について講義を受けた。私の研究結果に対する反対派のリーダーは、ノーベル賞を2度受賞したライナス・ポーリングであり、アメリカ化学会の偶像であり、世界で最も有名な科学者の1人だった。彼は最期の日まで、結晶の準周期性に反対し続けた。彼は間違っていた。そしてしばらくすると、私は彼が間違っていることを知って、この科学的な戦いのあらゆる瞬間を楽しんだ。」[ 20 ]ポーリングは「準結晶などというものはなく、あるのは準科学者だけだ」と述べている。[ 14 ]ポーリングは、準結晶における非周期的な二十面体相の可能性を指摘した1981 年のH. クライナートと K. マキの論文[ 21 ] ( 歴史的注釈を参照) を知らなかったようである。シェヒトマンの研究グループの責任者は彼に「教科書を読み直せ」と言い、数日後には「チームに恥をかかせた」として「去るように」求めた。[ 22 ]シェヒトマンは拒絶されたと感じた。[ 14 ]彼の論文が発表されると、他の科学者たちは準結晶の存在に関する経験的発見を確認し、受け入れ始めた。[ 23 ] [ 24 ]
準結晶材料は精密計測機器に使用される耐久性鋼の形成や、電線や調理器具の非粘着性絶縁など、多数の用途で使用されているが、[ 25 ] [ 26 ]現在のところ技術的な用途はない。
ノーベル賞の賞金は1000万スウェーデンクローナ(約150万米ドル)だった。[ 14 ]
受賞
シェヒトマン、ストックホルムにて、2016年6月出版物
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- Swartzendruber, L.; Shechtman, D.; Bendersky, L.; Cahn, JW (1985). "アルミニウムをベースとした正二十面体準結晶における核γ線共鳴観測". Physical Review B. 32 ( 2): 1383–1385 . Bibcode : 1985PhRvB..32.1383S . doi : 10.1103/PhysRevB.32.1383 . PMID 9937171 .
- Cahn, John W.; Gratias, Denis; Shechtman, Dan (1986). 「ポーリングのモデルは普遍的に受け入れられていない」。Nature . 319 ( 6049): 102. Bibcode : 1986Natur.319..102C . doi : 10.1038/319102a0 . S2CID 4372556 .
- シェヒトマン、ダン(1988 )。「正二十面体準周期相」。Physica Scripta。T23:49。Bibcode:1988PhST ... 23...49S。doi:10.1088 / 0031-8949/1988/T23/ 008。S2CID 250844166。
- Cahn, John W.; Shechtman, Dan; Gratias, Denis (1986). "正二十面体準周期結晶のインデックス付け" . Journal of Materials Research . 1 (1): 13. Bibcode : 1986JMatR...1...13C . doi : 10.1557/JMR.1986.0013 . S2CID 138068389 .
参考文献
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- フィスク、ガブリエル(2013年10月9日)「小さなイスラエルはノーベル賞の有力候補、特に化学分野で」タイムズ・オブ・イスラエル。 2013年10月13日閲覧。
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さらに読む
- D.P. DiVincenzo および P.J. Steinhardt 編 1991 年。『準結晶:現状』凝縮系物理学の方向性、第 11 巻。ISBN 981-02-0522-8。
- T. Janssen. 2007.準結晶:比較力学. Nature Materials、第6巻、925–926頁。
外部リンク
- ダン・シェヒトマンがNobelprize.orgについて語る
- テクニオン(イスラエル工科大学)出身のノーベル賞受賞者。
- シェヒトマンが2002年にAPSニュースに語った準結晶の物語。
- 経歴/履歴書ページ – テクニオン
- TechnionLIVEの電子ニュースレター(2015年11月25日時点、Wayback Machineにアーカイブ済み)
- ダン・シェヒトマン(アイオワ州立大学教員ページ)
- 2012年、タイムズ・オブ・イスラエルとのインタビュー