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Der diesjährige Chemie-Nobelpreis geht en einen israelischen Forscher, der die Quasikristalle entdeckt hat.

Dabei galt eine solche Kristallform bis dahin als unmöglich und der Forscher musste seine Entdeckung gegen erhebliche Widerstände durchsetzen.

Interessant dabei ist, dass der Pendel hin zur Anerkennung der Entdeckung erst ausschlug, als man eine mathematische Entdeckung - die wenige Jahre zuvor gemacht wurde - heranzog und bemerkte, dass diese neue Struktur eben jenen abstrakten Penrose-Parkettierungen gleicht, die Roger Penrose zuvor entdeckte. Wieder ist es bemerkenswert, dass zuvor abstrakte mathematische Strukturen - rein vom menschlichen Geist erdacht, wie es schien, in der Natur eine Entsprechung finden. Die Natur ist mathematisch!

Eine interessanter Artikel zum Thema des Nobelpreises: hier.

Daraus:

Eine unmögliche Fünffach-Symmetrie

Weitere Untersuchung der Probe stellte Shechtman fest, dass die zugrundeliegende Kristallstruktur fünffach symmetrisch sein musste. Auch das galt als unmöglich, da dann einige Atome im Kristall näher zusammenliegen müssten als andere ihrer Sorte. Eine periodische Wiederholung des immer gleichen Musters wäre damit nicht möglich, die neu entdeckte Anordnung war nicht periodisch. Als der Forscher seine Ergebnisse Kollegen und Vorgesetzten vorstellte, glaubten diese an methodische Fehler.

Doch Shechtman blieb bei seinem Standpunkt, etwas Neues entdeckt zu haben. Der Konflikt eskalierte schließlich soweit, das ihm sogar nahelegt wurde, seine Arbeitsgruppe lieber zu verlassen. Ein bei der renommierten Fachzeitschrift "Journal of Applied Physics eingereichter Fachartikel wurde 1984 umgehend abgelehnt. Zwar hatten in dieser Zeit auch andere Physiker in ihren Laboren immer wieder einmal ähnlich verwirrende Muster mit zehn und mehr konzentrischen Punkten beobachtet. Sie schrieben dies aber Messfehlern oder zu Doppelkristallen verwachsenen Proben zu.

Ein Fliesenmuster bringt Aufklärung

Erst die Verbindung von Shechtmans Beobachtung mit einem Prinzip aus der Mathematik verhalf dem Forscher endgültig zur Rehabilitation: Der Mathematiker Roger Penrose hatte bereits in den 1970er Jahren entdeckt, dass sich aus nur zwei unterschiedlichen Fliesen ein endloses, sich niemals wiederholendes Muster erschaffen lässt. Zwei Physiker, die Shechtmans Manuskript zur Begutachtung erhalten hatten, erkannten hier eine mögliche Parallele: Wie die beiden Fliesen in Penroses Muster könnten auch in Shechtmans Kristall zwei verschiedene Atomabstände in wechselnder Anordnung das Muster ergeben. Eine fünffache Symmetrie wäre damit durchaus möglich.

1992 führte dies dazu, dass die Internationale Union für Kristallografie ihre Definition der Kristalle an Shechtmans Entdeckung anpasste: Als Kristall gilt seitdem nicht mehr nur eine Substanz mit Grundbausteinen, die ein regelmäßiges, sich wiederholendes dreidimensionales Muster bilden. Stattdessen wird nun alles zu dieser Materiegruppe gezählt, das "ein diskretes Diffraktionsbild" erzeugt.

Übrigens:

Sir Roger Penrose ging bei der Preisvergabe leer aus. Das Los des Mathematikers!

Der diesjährige Physik-Nobelpreis wurde an den Entdeckern der sog. beschleunigten Expansion des Universums vergeben. Auch von meiner Seite eine herzliche Gratulation. Dennoch denke ich, dass diese Auszeichnung noch verfrüht kommt, denn diese beschleunigte Expansion könnte auch eine Art optische Täuschung sein, die durch die Wellenlänge der ersten Gravitationswelle im noch sehr kleinen Universum gleich nach dem Urknall zustande kommen kann. Man wird das noch genauer untersuchen müssen.

Ein welt-Artikel zur Nobelpreisvergabe hier.

Die bislang gesammelten Daten der neuen Merkur-Sonde lassen darauf schließen, dass der innerste Planet des Sonnensystems wohl kein ursprüngliches Mitlgied unseres Sonnensystems ist. Zwar gehen die Forscher offiziell nicht so weit mit ihrer Interpretation der Daten, aber ihre Formulierungen lassen eigentlich keinen anderen Schluss zu. Zum scinexx Artikel hier.

Daraus:

Sonderling unter den Gesteinsplaneten

Indizien für einen ungewöhnlichen Ursprung des Merkur fanden zwei weitere Forschergruppen. Mit Hilfe von Röntgenmessungen stellten sie fest, dass das Gestein des Planeten zehn Mal mehr Schwefel und deutlich weniger Eisen enthält als das Gestein von Erde oder Mond. Gammastrahlenmessungen ergaben zudem eine untypische Verteilung radioaktiver Elemente auf der Merkuroberfläche.

Dies spreche gegen eine starke Erhitzung bei der Bildung des sonnennächsten Planeten oder seiner Bausteine, schreiben die Forscher. Stattdessen sei der Merkur möglicherweise aus Bausteinen entstanden, die von weiter außen in der Urwolke stammten. Solche Materialien mit einem hohen Anteil leicht gasförmig werdender Substanzen finde man noch heute in einigen kohlenstoffhaltigen Meteoriten. (Science, 30.09.2011, Issue 30)

In einem Interview der faz wurden sehr interessante Fragen erörtert bezüglich ausstehender Untersuchungen zu der Meldung der überlichtschnellen Neutrinos: hier.

Eine noch unbemannte Raumstation hat nun China gestartet und damit einen wichtigen nächsten Schritt bezüglich der Eroberung des Weltalls geleistet. Bemannte Missionen zu dieser Raumstation werden folgen, wie raumfahrer.net berichtet: hier.

Im Focus wurde eine interessante Bilanz des Papstbesuches gezogen: hier.