En primer lugar, respondamos la pregunta relacionada, “¿Qué es un cristal?”. La mayoría de las definiciones te dirán algo como: un cristal posee simetría traslacional , lo que significa que cuando traducimos nuestra posición, todo se ve igual. Aquí hay dos ejemplos de cristales bidimensionales. Imagine hacer una impresión de acetato de cada uno. Luego, podría mover la impresión sobre el original de modo que todos los círculos se alineen entre sí nuevamente. Esa es la simetría traslacional; Tenga en cuenta que los cristales no tienen un centro: en cualquier círculo en el que se siente, la red se ve igual.
Cristales bidimensionales. A la izquierda hay una red cuadrada y a la derecha una red hexagonal. Estas dos redes son los únicos dos tipos básicos posibles en dos dimensiones. Mira fijamente por mucho tiempo y tus ojos se volverán extraños.
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Un efecto secundario de esta simetría traslacional es que los cristales también poseen simetría rotacional, lo que significa que podría tomar su lámina de acetato y rotarla a través de ciertos ángulos (cada 90 grados para la red cuadrada y 60 grados para la red hexagonal) para hacer que los círculos se alineen arriba. Decimos que la red cuadrada tiene una simetría rotacional de 4 veces y la red hexagonal 6 veces. Resulta que para tener simetría traslacional en dos dimensiones, una red debe tener simetría rotacional de 2, 3, 4 o 6 veces. Nada más es posible; tenga en cuenta que incluso 5 veces está prohibido, aunque 4 y 6 están bien.
Entonces, ¿qué es un cuasicristal?
Bueno, un cuasicristal posee simetría rotacional, pero no traslacional . El ejemplo aquí tiene una simetría rotacional de 8 veces. Observe su falta de simetría traslacional y el hecho de que ahora puede identificar un centro.
Cuasicristal bidimensional con simetría rotacional 8 veces. Este ejemplo es un mosaico de Ammann-Beenker.
Lo bueno de los cristales es que tienen algo llamado “patrón de difracción”. Al disparar rayos X a un cristal, el patrón regular de la interferencia de las ondas provoca puntos brillantes en la pantalla detrás del cristal. El patrón de estos puntos es el patrón de difracción, y se pensó que solo los cristales con simetría traslacional podrían poseer uno. El patrón de difracción también revela la cantidad de simetría rotacional presente. Los cuasicristales se descubrieron a través de los patrones de difracción de ciertas aleaciones metálicas que revelaron una simetría rotacional que no podría estar acompañada de simetría traslacional, como la simetría rotacional de 8 veces en el ejemplo bidimensional anterior. Esto causó controversia cuando se descubrió por primera vez, pero luego se confirmó sin lugar a dudas. Hoy en día, la definición de un cristal no menciona la simetría traslacional. En cambio, por definición, cualquier cosa con un patrón de difracción definido es un cristal.
Por lo tanto: un cuasicristal es un cristal.
