Digital October

WordCamp Moscow 2017 конференция WordCamp Moscow 2017

пятая официальная конференция по WordPress в России

HR&Trainings EXPO конференция HR&Trainings EXPO

Конференция, на которой соберутся сильнейшие представители области управления персоналом

MBLTdev 2017 конференция MBLTdev 2017

ежегодная конференция мобильных разработчиков MBLTdev 2017

Лекция Пола Стейнхардта. Миссия невыполнима: Квазикристалл

21 февраля 2012

21 февраля в Digital October в рамках проекта Knowledge прошла лекция профессора теоретической физики из Принстонского университета Пола Стейнхардта, который придумал термин «квазикристалл», нашел его образец на Чукотке и доказал внеземное происхождение этой структуры.

ПОЛ СТЕЙНХАРДТ: Добрый вечер. Плоховато я, честно говоря, говорю по-русски, поэтому, с вашего позволения, перейду на английский. Первым делом хочу поблагодарить всех уважаемых ученых, которые согласились принять участие в нашей импровизированной конференции. Также очень благодарен и вам за тот интерес, который вы проявили к сегодняшнему мероприятию.

Я хочу сегодня рассказать об истории наших поисков, поисков природных квазикристаллов. На мой взгляд, это одна из самых необычных, нестандартных историй из мира науки, и она имела массу неожиданных поворотов. Начиналoсь все с теоретических расчетов, потом эксперименты, а потом уже пошли прямо настоящие приключения: нам пришлось и в космос слетать, и достаточно глубоко в землю забуриться. Если бы нужно было описать всю эту историю одним словом, я бы, наверное, воспользовался словом «невыполнимо», знаете, как «миссия невыполнима», ну или невозможное что-то. Потому что темой этой я занимаюсь последние 30 лет, и все это время я неоднократно слышал, что это невозможное явление, невозможно добиться каких-либо подвижек в этой области. Но, так или иначе, где-то проявляя упрямство, где-то сообразительность, а где-то просто за счет везения мы смогли преодолеть эти барьеры. Собственно об этом я и хотел вам сегодня рассказать.

Мне также показалось, что тема будет интересной именно для российской научной аудитории, поскольку в этой истории играет очень важную роль масса российских ученых. Особенно в заключительной части этой истории. Вот здесь вы видите представителей Российской академии наук, а именно минералогического института (Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии – ИГЕМ РАН). Конкретно я хотел бы выделить трех человек, которых вы видели только что на слайде. К сожалению, я понимаю, что Марина и Вадим не смогли прийти к нам сегодня, но мне сказали, что мой хороший друг Валерий Крячко присоединяется уже к вашей аудитории. Я буду рад его снова увидеть, пусть и на экране.

Давайте начнем наше обсуждение с рассмотрения определения: что такое квазикристалл и что у него общего, что различного с кристаллами? Под квазикристаллом мы понимаем такие, ну не знаю, твердые что ли вещества, которые до последнего времени считались невозможными. То есть, если вы открыли какую-нибудь книжку, какой-нибудь учебник, вы бы, наверное, прочитали, что бывают привычные всем кристаллы. Они подчиняются определенным законам. О чем здесь идет речь? О том, что есть твердое тело, которое построено в некой периодической структуре, то есть, есть какие-то кирпичики, которые повторяются одинаково во всех направлениях. Именно это мы и понимаем под периодической структурой. С этой точки зрения у кристаллов масса общих черт с теми бумажками, скажем так, с которыми играли наши добровольцы. Здесь, вы видите, мы используем одни и те же кирпичики. В реальной кристаллической решетке они могут не тесно примыкать друг к другу, а могут находиться на определенном расстоянии. Это расстояние тоже будет достаточно твердо, жестко задано.

Мы с вами видим, что бывают различные варианты симметрии. Бывают, соответственно, треугольные симметрии, бывают симметрии второго, третьего и прочих порядков. Могло показаться, что число подобных кирпичиков будет практически бесконечно, но это не так. На самом деле здесь были представлены все возможные варианты составных кирпичиков периодической структуры. У вас были участники, которым достались пятиугольники, семиугольники, и они из них не смогли создать законченной, целостной структуры постольку, поскольку это вообще невозможно. Собственно говоря, было уже доказано, что возможна симметрия второго, третьего, четвертого и шестого порядка, а для всех остальных она в общем-то невозможна. Во всяком случае мы так раньше считали раньше. Этот важный факт был впервые обнаружен еще в XIX веке. В том числе он был обнаружен известным российским минералогом и материаловедом Федоровым. Почему это важный для нас тезис? Да потому что от симметричности зависит целый ряд важных свойств твердого тела. Поскольку симметрия отражает, что ли, геометрическое расположение и характер взаимосвязи между составляющими тела атомами. До последнего времени мы считали, что бывает всего две структуры: либо кристаллическая, либо случайная. Безусловно, структура очень сильно влияет на физические свойства любого тела. Будь то его электропроводимость, гибкость, хрупкость и так далее. Вы хорошо знаете, что углерод бывает двух, так сказать… Встречается в двух видах. Это может быть привычная нам структура кристаллической решетки. В этом случае углерод превращается в алмаз. В то время как в гексагональной решетке он нам будет давать графит, отличающийся совершенно иными физическими свойствами. Понятное дело, что когда вы находите новый вид симметрии, новый вид непериодической решетки, вы получаете возможность экспериментировать с совершенно другими физическими свойствами привычных материалов и находить новое им применение.

Многое изменилось в 1982 году, когда вышла работа Шехтмана, Гратиаса, Блеха и Кана, которые показали чрезвычайно нестандартную структуру сплава алюминия и марганца. То, что вы видите здесь, похоже на пятиугольник. И ученые провели электронную рентгеноскопию, рентгенографическое исследование и получили вот такую картину рассеяния. И картина рассеяния, которую мы с вами видим на этом слайде, показывает... Прощу прощения, мы как-то не закончили этот тезис. Итак, здесь мы с вами видим резкие пики, характерные для периодической кристаллической решетки. Если вы посмотрите на паттерн ярких точек, вы увидите, что они организованы не в кружочки, а в десятиугольники, десятигранники. Но мы всегда исходили из того, что эта симметрия в принципе невозможна. Ну вот, как известно, из пятиугольников правильных невозможно… Невозможно правильными пятиугольниками замостить какую-то плоскость, точно так же это считалось невозможным и для десятиугольников. Однако исследование показало, что исследованный образец имел симметрии самых разных порядков – второго, третьего, пятого – и в том числе было энное количество элементов, имевших форму икосаэдра, который лучше всего известен как форма футбольного мяча. Когда я только-только начинал учиться в университете, я уже тогда прошел такую тему, что мол, такая симметрия в природе в принципе невозможна. Невозможна даже симметрия пятого порядка, чего уж там говорить про симметрию, условно говоря, двадцатого порядка. Однако именно такую симметрию Шехтман и показал.

Тут-то выяснилось, что на самом деле теоретическое обоснование возможности такого события уже было готово. За несколько лет до того мой студент Дов Левин (Dov Levine) под моим руководством предположил возможность существования структуры, которая будет иметь большее количество элементов, которые будут повторяться, но в совершенно другой последовательности. И структура переноса там будет другой, то есть количество элементов, составляющих эту структуру, будет конечным, но будет отличным от одного. И частота повторения тоже варьируется. Скажем, один кирпич встречается с одной частотой повторений, второй кирпич встречается с другой частотой. И соотношение между этими частотами не является рациональным числом, то есть его нельзя описать как взаимоотношение двух целых чисел. Соответственно, появился термин «квазикристаллы», или «квазипериодические кристаллы», или «квазипериодические твердые тела». Ну вот, представьте себе, что вы попробуете сыграть некую мелодию, где два тона будут иметь разную частоту. Будет звучать дисгармонично. Когда мы объединяем две такие дисгармонические частоты, мы получаем последовательность этих, скажем так, строительных блоков, строительных кирпичиков, которая будет практически повторяться, но не до конца. Ну, предположим, у нас с вами будет два таких кирпичика, у каждого будет своя частота повторения, и это открывает для нас совершенно новую область кристаллографии. Во-первых, появляется возможность симметрии пятого порядка, икосаэдральные симметрии, то есть симметрии а-ля футбольный мяч. Строго говоря, мы имеем право теперь говорить о совершенно новом классе твердых тел, имеющих совершенно нестандартную симметрию. Надо сказать, что идею такой симметрии мы почерпнули из работ сэра Роджера Пенроуза. Та картинка, которую вы видели чуть раньше, известна очень хорошо в математике под названием «мозаики Пенроуза». Когда сэр Пенроуз ее разрабатывал, он, собственно говоря, про квазикристаллы-то не думал. Он просто пытался составить мозаику, которая не будет отличаться периодичностью. Он пытался разработать какую-то формулу или набор правил, которые бы описывали способ замащивания, заполнения некой плоскости набором неправильных фигур так, чтобы не оставалось пустых мест. Ну, вы можете увидеть в этой мозаике локальные центры симметрии. Но если вы достаточно хорошо приглядитесь к этой мозаике, вы увидите, что она не является полностью симметричной. С точки зрения Пенроуза, никакой симметрии там вообще не было. Ну вот, мы с Левином смогли показать, что на самом деле определенная симметрия здесь есть. Хотя и эта симметрия достаточно утонченная, если хотите. Собственно говоря, здесь мы показали линии Аммана (Ammann lines). При такой их разлиновке мы с вами можем, разместив эти элементы в общей структуре, столкнуться с очень интересным аспектом. Смотрите, они, эти линии Аммана, на самом деле будут формировать достаточно четкий узор. Так что если вам раньше казалось, что расположение этих элементов в мозаике случайно, это абсолютно не так. Вы видите, что здесь мы фактически получаем уже четкое указание на несколько, даже не столько центров симметрии, сколько принципов симметрии. Теперь мы с вами убедительно графически показали, что здесь существует симметрия пятого порядка. Хотя она, строго говоря, такая, «секретная», «тайная». Для того чтобы ее проиллюстрировать, нужно было дополнительно подрисовать еще линии в каждом из элементов. Для того чтобы более подробно с этим разобраться, мы можем с вами приглядеться к линиям Аммана. Обратите внимание на то, что промежутки между параллельными линиями разделяются на две группы – длинные и короткие. И более того, если вы проследите протяженность промежутков, вы увидите, что там тоже есть некая череда частотностей. Короткая, длинная, короткая, короткая, длинная и так далее. То есть даже здесь мы не можем говорить о том, что имеет место некая четкая регулярность появления того или иного элемента.

Если вы приглядитесь к амманновым линиям здесь, вы обратите внимание на то, что они полностью соответствуют ряду Фибоначчи, который вы, конечно, хорошо должны помнить из школы. Помните, что последовательность чисел Фибоначчи строится по простому принципу: N равняется сумме N минус один и N минус два. Начинается ряд Фибоначчи с нуля и единицы, очевидно. Ноль, один, один, два и так далее. 8, 13, 21 и так далее до полной победы коммунизма.

Если мы с вами здесь отметим длинные и короткие линии между аммановыми линиями, то обратим внимание, что они тоже на самом деле подчиняются принципам последовательности Фибоначчи. Более того, если в какой-то момент мы с вами попробуем рассчитать соотношение между N и N-1, мы увидим, что везде или практически везде соблюдается золотое сечение.

Что нам с вами важно помнить, так это то, что подобный узор, подобная последовательность не может быть периодической по определению. Это мы знаем по соотношению золотое сечения. Длинные и короткие интервалы, как мы видим, повторяются с разной частотой, соотношением, которое описывается иррациональным числом, то, что не называется периодичностью, но мы могли бы назвать квазипериодичностью.

Раз мы с вами признали, что эта последовательность квазипериодична, с точки зрения математики, это означает, что мы эту последовательность можем рассматривать как срез, проекцию фигуры более высокого порядка, большей размерности, что, собственно, в свое время и было показано. В данном случае такая последовательность, или такая мозаика, будет фактически проекцией пятимерной структуры, пятимерной последовательности.

Дальше мы можем, экстраполируя тот же самый метод, показать, что существует симметрия, скажем, любого порядка, которая будет еще более высокого порядка. То же самое касается и симметрии 11-го порядка и так далее (что-то меня слайды не слушаются).

Надеюсь, вы сейчас видели пример с симметрией 17-го порядка. Ну и понятно, что здесь нас ничто не ограничивает, мы вместо 17-ти 147 загнать туда можем. Ну и собственно, что мы с вами чуть раньше обсуждали, можем продемонстрировать на реальных примерах. Нормальный икосаэдр, как мы недавно говорили, что и икосаэдральная симметрия невозможна. Дальше нам показалось интересным найти правило, подчиняясь которому, вещество будет выстраивать кристальные структуры, не сваливаясь в кристаллические решетки.

Я вот просил Юлю принести в аудиторию кирпичики, элементы, вы можете приглядеться к ним, увидите, что у них есть штырьки, условно говоря, которыми они могу сочленяться. Они устроены так, что их можно объединить только в квазикристаллическую структуру, иначе никак не получится. Я тут немного поиграл, и у меня получился, как вы видите, только один уровень. Один слой такой структуры. Я попросил одну из таких моделей, один из таких макетов, принести в вашу аудиторию, чтобы вы могли своими глазами увидеть, как такие кристаллы выстаиваются уже в трехмерной структуре.

Мне не приходило в голову, что Юля всем раздаст, чтобы вы с этим играли вот так, даже, я думаю, вам будет веселее, вы сможете представить себе, как оно все будет выстраиваться.

Это я вам все не случайно рассказываю. Если мы с вами пытаемся создать квазикристаллическое твердое вещество, мы должны хорошо понимать, какие же силы действуют в природе, которые могут вынудить атомы выстраиваться в квазикристаллическую решетку, а не в стандартную кристаллическую. Мы рассчитали дифракционную картину для квазикристалла, и с интересом для себя увидели, что интенсивные пики, практически идентичные по виду, по интенсивности, что мы привычно наблюдаем в кристаллических решетках, однако их общее число, конечно, уже не укладывается в привычную нам теорию. Именно анализируя такие данные, Дан Шехтман со товарищи и нашли первый пример существования квазикристалла. Ну и как вы хорошо помните, в прошлом году за это открытие господин Шехтман получил Нобелевскую премию по химии. Тут, по-хорошему, надо отметить, что несмотря на то, что на первый взгляд , все очень четко укладывается в существующую теорию, более детальное рентгенографическое исследование показывает, что там не все так чисто в этой структуре. Некоторые ученые именно поэтому говорили, что это не икосаэдр, а икосаэдрическое стекло. Однако уже после работ Шехтмана было найдено несколько других образцов, которые уже совершенно однозначно демонстрировали факт наличия квазикристаллов, как одной из возможных форм существования материи.

Собственно, с 1984 года было получено в лабораториях более 100 различных квазикристалов. Они, конечно, создавались в жестко контролируемых условиях. Именно поэтому существует мнение, что квазикристаллы нестабильны и вещество стремится к кристаллической решетке, и стоит вам упустить из виду параметры среды – решетка поменяется на кристаллическую. Но с другой стороны, есть модель, которой я всегда придерживаюсь, и для иллюстрации именно этой теории я раздал вам вот эту игрушку. Эта научная школа утверждает, что на самом деле квазикристаллическая структура не является существенно менее стабильной, чем кристиллическая. Если мы можем рассматривать квазикристаллы наравне с кристаллами, значит должны быть какие-то шансы найти квазикристаллы в природе. Трудно представить себе, что наша планета ждала более 2,5 миллионов лет появления господина Шехтмана, который смог бы найти или синтезировать эти кристаллы. Наверняка в природе должно было появиться что-то. Действительно, обнаружение природных квазикристаллов дало бы нам убедительное подтверждение того, что сама по себе структура имеет шансы на стабильность. Кроме того, обнаружение природных кристаллов открыло бы совершенно новую главу в материаловедении, и можно было бы изучать какие-то новые геологические процессы, которые могли приводить к формированию природных квазикристаллов. Короче, я обо всем этом думал, когда мы затевали поиски природных квазикристаллов. Начинали мы с простого. Мы приезжали в музеи, смотрели что происходит, и просто надеялись, что нам тупо повезет, что кто-то в свое время недосмотрел и неправильно идентифицировал тот или иной материал. Однако в 1999 году мы поняли, что таким нахрапом мы проблему не решим. Мы начали более систематизировано вести эту работу. Я начал работать с геологом Кеном Дефеем (Kenneth Deffeyes) и Питером Лу (Peter Lu), с одним из своих очень ярких, талантливых студентов из Принстона, и Нан Яо (Nan Yao), директором рентгенологической лаборатории. Мы решили использовать уже компьютеризированные базы данных, для того чтобы осмотреть дифрактограммы по тем образцам, которые есть в музеях и коллекциях. В поисках дифракционной картины похожей на то, что вы видите здесь. Понятно, что в чистом виде вы такую картину не найдете, если уже кто-то обратил внимание. Более того, чтобы получить такую красивую картину, как вы видете на слайде, нужно получить достаточно большой образец. В то время как интересные для науки минералы обнаруживаются в каких-то мизерных объемах, и дальше приходится нам на трансмиссионных электронных микроскопах осматривать мельчайшие срезы подобных минералов. Ну и дальше вращать этот образец, с разных сторон его просвечивать.

Короче говоря, мы искали то, что вы видите справа, то есть дифракционную картинку, характерную для более реальных музейных образцов, а не для некоего идеального квазикристалла. Понятное дело, что это не самый надежный способ, было достаточно много ложных срабатываний. Есть очень большая компьютерная база дифракционных картинок мельчайших, можно сказать, порошкообразных элементов. Мы начали поиски по ней и отобрали восемь, а может даже девять тысяч образцов, которые даже чисто гипотетически могли бы оказаться квазикристаллами. После этого мы начали ездить по частным коллекциям и музеям, в которых они находились. И в итоге ничего мы не нашли. Но мы не все нашли. Те, которые обнаружили, квазикристаллами не оказались. Дальше мы опубликовали данные своей работы. Выяснили, что мы ищем, что мы хотим, и пригласили других ученых. Это было в 2001 году. Но на нашу работу никакие энтузиасты не отозвались. 6 лет в полном молчании. И вот в 2007 году произошло совершенно невероятное событие. В октябре 2007 году на нас вышел минералог Лука Бинди из Флорентийского университета. Он возглавляет кафедру минералогии во Флорентийском университете, я с ним до этого никогда не встречался и первый раз про него слышал. И вот он вызвался работать с нами, и он нам чрезвычайно важную службу сослужил. Во-первых, он обнаружил интересный образец в местном музее. Но что оказалось еще важнее, Лука сам по себе талантливый минералог, у него талантливый глаз, и он очень хороший специалист. Он проявил то же самое упрямство и упорство, что и я, много там было всяких препятствий. Менее заинтересованные люди давно бы отбросили эту затею. И мы не останавливась, и я его даже называл uomo di miracolo – чудесный человек. Поскольку когда у нас уже у всех опускались руки, он находил тонкую ниточку, которая возвращала нам надежду.

Короче говоря, в течение, наверное, года, он исследовал доступные ему образцы, тоже искал по местным музеям, тоже ничего не нашел. Потом у него появилась интересная идея: а вдруг, решил он, в местном музее есть что-то, что не попало в каталог. И в итоге он нашел вот такой вот образец, который вы видите, подпись на коробочке «хатыркит». Но, собственно говоря, это уже известное, закаталогизированное наукой сочетание, сплав алюминия и меди. Образец был найден на берегу реки Хатырки, в автономном округе Чукотка, вы знаете, где это находится, на Корякском нагорье.

Не знаю, хорошо ли вам виден этот слайд. Может быть, вы видите, что в этой коробке не так много-то собственно материала. Это в основном глина. А сам по себе хатыркит – это маленький кусочек минерала, который зафиксирован в глине. И вот, вы видите, сам этот образец – достаточно сложно устроенный камень: здесь и оливин, и пироксен, и шпинель. Есть также и более темная часть, которая нас заинтересовала, это та самая смесь меди и алюминия.

Дальше Лука начал нарезать тонкими слоями этот материал. Многое было потеряно, но, короче говоря, он использовал, видимо, трансмиссионный электронный микроскоп высокого разрешения, для того чтобы детально проанализировать этот образец. Вы видите, желтым показаны элементы хатыркита. Это никакой не квазикристалл, это хорошо известная кристаллическая фаза. Красным показана смесь алюминия с медью. А вот точками другого света показаны соединения, до сих пор науке не известные. Ну, и когда Лука посмотрел дифракционную картинку, мы увидели что зеленые точки дают неинтересную картинку. В то время как синие точки, которые представляли собой сплав алюминия, железа и меди, давали дифрактограмму очень близкую к тому, что мы искали. Собственно, до этого времени у нас находилась масса различных образцов, которые соответствовали нашим первичным требованиям, нашим первичным фильтрам. Но они в итоге не оказывались квазикристаллами.

Короче говоря, к тому моменту, когда Лука нам все прислал, от материала практически ничего не осталось. Вот вы видите цилиндр, этот латунный, наверное, цилиндр, и на его поверхности вы видите стекловолокно и, несмотря на размер экрана, вряд ли вы увидите маленькую точечку. Это, на самом деле, тот кусочек хатыркита, который нам достался от Луки, который нам остался после того, как он закончил собственное исследование. И вот с этим кусочком мы несколько лет и пытались работать. Там уже начиналась зима 2008 года. В общем, мы разрезали имевшийся образец. Совсем тонкие срезы, как вы видите, полмикрометра. И мы рассчитывали, что мы получим доступ к хорошим спектрометрам и хорошим микроскопам.

Но нам сказали, что они уже забронированы другими исследователями на следующие три месяца. Но я смог договориться с директором рентгенографического центра в университете, и мы с ним вместе пришли в лабораторию в пять утра в Рождество. Нам семья это не могла простить в то время, но мы понимали, что если мы не пойдем в этот день, то придется ждать еще три месяца.

И меня поразило то, что мы увидели. Потому что когда мы поместили в электронный микроскоп этот образец, мы сразу увидели вот такую дифрактограмму. Совершенно фантастическую, практически идеальную дифрактограмму настоящего квазикристалла. Она, собственно говоря, была идеальна и в сравнении, скажем, с дифрактограммой, которую получил Шехтман в 1984 году.

Я тут же переслал эти данные Луке и другим коллегам. Пожелал им всем счастливого «квазигода». Понятное дело, что на этом наша работа не закончилась. Несколько следующих дней мы вращали этот образец, пытаясь найти другие оси симметрии. Для того чтобы проверить, а правда ли есть икосаэдральная симметрия или нет. Но в итоге мы пришли к пониманию того, что да, действительно, икосаэдральная симметрия есть. А это та самая симметрия, которая всегда казалась нам запретным плодом в наших исследованиях. Дальше мы провели химический анализ. И вот здесь вы видите процентный состав по алюминию, меди и железу. Если вы занимались квазикристаллами, вам эта комбинация не должна казаться странной. Ее специалисты знают наизусть.

Помните, я вам говорил, что у Шехтмана был такой, не очень качественный образец. Но через 7 лет были получены первая хорошая, качественная, твердотельная квазикристаллическая структура. Она имела именно такой процентный состав. Она была получена японскими учеными в лаборатории под руководством Цаи (An Pang Tsai). Собственно говоря, именно этот химический состав обычно и ассоциируется учеными нашей области с понятием первого стабильного синтетического квазикристалла.

Ну, вы представьте себе: это картинка дифрактограммы нашего кристалла, и она, как видите, практически идеальная. Другое дело, что наш образец не лабораторный. Не был он получен в контролируемых условиях, в которых работал Цаи, а был вырезан из достаточно большого куска породы, найденного в реальных условиях.

С одной стороны, мы были рады, что наконец-то нашли природный квазикристалл,  о чем мы написали, конечно же, работу эту. Был уже 2009, наверное, год. Но, с другой стороны, предстояло ответить на вопрос: «А как же эта квазикристаллическая структура появилась внутри существующего камня?» И тут-то началась серьезная исследовательская работа уже немножко в другой области.

Я для начала пошел к нашим геологам-геофизикам. Решил поговорить с нашими минералогами и пообщаться со специалистами по земной минералогии и лунной минералогии. В частности, пообщался с Линкольном Холлистером (Lincoln Hollister). Он мне сказал: «Все это очень интересно, конечно, но ты понимаешь, Пол, не хочу тебя расстраивать: то, что ты нашел, в принципе невозможно». Я такой: «Что ты имеешь в виду? Мы же знаем, что квазикристаллы могут существовать». Я взялся ему снова все рассказывать. Он говорит: «Да нет, я не пытаюсь спорить с идеей квазикристалла. Но вот ты мне говоришь, что у тебя есть сплав алюминия, меди и железа. Но ты же сам понимаешь, что такой сплав ужасно охоч до кислорода. И очевидно, что в таких условиях давно произошло бы окисление. И именно с этой проблемой окислительных способностей алюминия борются, скажем, производители алюминия на своих заводах. Так что то, что ты мне принес, не может быть естественным минералом. Это просто продукт человеческой деятельности».

Я пытался с ним спорить, и в итоге Холлистер мне сказал: «Единственное объяснение, которое я могу придумать, состоит в том, что этот материал появился реально на очень большой глубине. Где-то на уровне мантии Земли, на периметре мантии. А дальше его выплюнуло оттуда, причем так быстро, что он даже не успел окислиться. В принципе это возможно. Есть же концепция, которая по-английски называется «суперплюм», которая как раз описывает такие достаточно глубокого залегания магматические каналы, которые могли бы вышвырнуть кусок породы очень высоко».

Ну, я тогда был наивнее, чем сейчас. Я говорю: «Вот слушай, ну вот в космосе-то кислорода маловато. Может быть, там как-то образовался этот образец?» И где-то через неделю Холлистер меня повез в музей Смитсоновского института к одному из ведущих экспертов, как раз по астроминералогии. И Гленн Макферсон (Glenn MacPherson), а именно так его звали, буквально через несколько минут сказал мне: «Ты знаешь, я не хочу тебя расстраивать, но то, что ты мне привез, это невозможно. Я могу тебе еще 4 причины, помимо тех, которые ты знаешь, привести. Доказать, что невозможно то, что ты мне принес. То, что ты мне принес, нарушает массу законов, известных минералогии. Это, очевидно, побочный продукт какого-нибудь человеческого производства, я не знаю, какой-то шлак. Не то из аффинажного завода, не то из ядерного реактора».

На этом этапе многие люди бы бросили свои поиски, но мы с Лукой не такие люди. И мы решили продолжать свои поиски. Мы постарались ответить на два вопроса. Во-первых, можно ли считать наш образец шлаком? Если это шлак, то хотелось бы понять, где он сформировался. Ну и наконец, мы все-таки не до конца верили в то, что нам говорили другие специалисты.

Итак, первое направление исследования было, по сути, научным детективом. Мы сначала задались вопросом: «Правда ли наш образец нашли на Корякском нагорье?» Может быть, если покопаться, выяснится, что на самом деле подобрали на алюминиевом заводе где-нибудь в Канаде.

Дальше мы решили более детально изучить минералогический и химический состав камня, для того чтобы ответить на эти вопросы. Собственно, обе эти истории мы отрабатывали параллельно в течение полутора лет. Ну и практически каждый день приносил нам какие-то новые маленькие кусочки информации, чтобы не сказать «открытия». Пересказывать все это не буду, хотя, на самом деле, научный детектив, который я упомянул, можно было бы писать и, по-моему, вышел бы очень хороший роман. Было большое количество тупиков, было большое количество совершенно неверных теорий.

Очевидно, что мы начали с того, что подняли архивные записи в музее Флоренции для того, чтобы понять, откуда этот образец взялся, и согласно этим архивным записям получалось, что приобретен он был в 1990 году у частного коллекционера в Амстердаме вместе с 10000 других образцов.

Первым делом мы стали искать этого коллекционера. В интернете много сейчас чего можно найти. Так что мы приступили к поискам в интернете. Однако ничего не нашли. Но не то что бы совсем ничего. На несколько месяцев мы совершенно потеряли след этого голландского коллекционера. После чего совершенно неожиданно… Лука как-то обедал со своей сестрой и ее приятелем. Приятель оказался из Амстердама. Он спросил, как зовут этого коллекционера. Лука ему сказал.

«Ну, ты знаешь, не повезло вам, парни. Потому что фамилия очень распространенная. Но у меня есть соседка, и у нее та же самая фамилия. Я могу ее спросить, может, она кого-то из своих однофамильцев знает». И буквально через несколько дней приходит от него письмо, и оказывается, что его соседка не кто иная, как вдова того самого коллекционера. Я говорил, что нам неоднократно везло.

Повезло, но с другой стороны, насколько повезло? Какая нам польза от вдовы, если сам коллекционер умер. Но Луку это не останавливает, поэтому он отравляется к вдове и пытается хоть как-то узнать о том, как, по мнению вдовы, коллекционер достал эти образцы. Сначала она мало что ему говорит, но в итоге сообщает, что у него был тайный дневник, который он никому не показывал. И находит в дневнике запись, соответствующую слову «khatyrkite» (хатыркит), где указано, что этот образец он приобрел во время поездки в Румынию в 80-е годы. Там, пишет, он встретился с румыном Тимом. Чем-то они там обменялись, знаками, видимо. Такая контрабанда тогда, конечно, процветала. Ну и в ходе этой вот контрабандной операции наш коллекционер получил данный образец. Тим, видимо, был румыном, но имя это, конечно, не румынское.

Дальше мы начали этого румына Тима искать – никого не нашли. Пришлось снова выходить на связь с вдовой и спрашивать ее, знает ли она что-нибудь об этом Тиме. Сказала, что ничего не знает. Но тут призналась, что на самом деле не только тайный дневник был у ее мужа, но был еще и супертайный дневник. И она его тоже может показать.

И в этом супертайном дневнике было написано, что румын Тим – контрабандист, который работает с лабораторией в Питере. А это та самая лаборатория, которая в 1985 году, после экспедиции на Корякское нагорье как раз опубликовала данные об обнаружении хатыркита. И это стало косвенным доказательством того, что этот образец действительно является хатыркитом.

Но мы, с другой стороны, получили выход на соответствующий ленинградский институт. При всем при этом все равно, конечно, необходимо было доказать реальное происхождение этого образца с Корякского нагорья, а не с какого-то российского алюминиевого завода.

Поэтому мы связались с питерскими учеными, попытались узнать, где они нашли образцы хатыркитов. Пытались сначала навести справки по имеющимся каналам – ничего не получилось. Поспрашивали всяких минераловедов, ну и выяснилось в итоге, что вся нужная нам информация была не в списке, по которому мы сначала все пробивали, а, собственно говоря, наиболее важная информация была в первом абзаце.

Вот видите, здесь выделены буквы «В. Крячко». Здесь сказано, что он отмыл эти частицы. Не очень понятно, какова в общем роль господина Крячко в этой экспедиции. И больше того, нам сказали наши коллеги, что в принципе достаточно часто бывает в экспедициях, что придумывается некий воображаемый персонаж, чтобы не дай бог кто-то еще не полез искать там же на вашей поляне. Поэтому сказали, что если это и не выдуманный персонаж, то это какой-нибудь гражданин Чукотки, которого никогда вы не найдете. И мы, в принципе, уже думали забросить поиски господина Крячко.

Однако прошло несколько месяцев, и мы чисто случайно выяснили, что в 90-ых годах господин Крячко был соавтором работы, написанной с Вадимом Дистлером из Москвы. Ну, информации новой у нас о Крячко не появилось, но господина Дистлера мы уже смогли найти. На это ушло несколько месяцев, но мы наконец с ним связались. Через переводчика с ним поговорили, и он нам сообщил, что, во-первых, господин Крячко – реальный человек, не фикция, во-вторых, господин Крячко до сих пор жив, и что самое главное – Крячко продолжает работать с Дистлером и собирается к нему приехать буквально через неделю, и мы сможем тоже с ним пообщаться. Что стало очередным чудом в этой истории.

Вы сегодня сможете уже лично пообщаться с Валерием, нам было очень интересно с ним поговорить. Это фотография, сделанная через 10 лет после того, как он нашел хатыркит в 1978-ом. Но видите, он на Корякском нагорье на самом деле искал платину. Долго он там копался в очень толстом слое сине-зеленой глины. На самом деле, как вы видите, это же Хатырка. Достаточно хорошо известный золотомывный регион. Нашел блестящий какой-то камушек, который, очевидно, не был платиной, передал в институт, передал ученым, и с тех пор к этому минералу не возвращался и не знал, что в нем нашли хатыркит, не знал, что вывезли его образцы потом во Флоренцию, что стали они предметом контрабанды.

В общем, ему было интересно и с нами пообщаться. Заложилась основа дружбы, и господин Крячко даже нам сказал, что он с удовольствием нас свозит на это место, где его откопал, и покажет его. Не буду все рассказывать вам, что было. Оставлю Валерию возможность самому вам все пересказать.

Дальше он нам рассказал, где именно велись раскопки. Мы поставили булавочку в Google Maps. Собственно, вы ее здесь видите. Ну, вот видите, это автономный округ Чукотка. Относительно недалеко от нашей Аляски. Здесь вы видите Северо-Корякский хребет, видимо, поселок Хатырка. Ну, и вы даже видите границу административных округов Чукотки и Камчатки. Ну, а здесь вы видите русло Хатырки. Попрошу прощения, это приток Хатырки, не сама Хатырка.

Теперь-то мы уже понимаем, что да, никакого алюминиевого завода поблизости нет. Там вообще с заводами плохо в этом районе, там и людей-то немного живет. Что окончательно нас утвердило в мысли, что то, что мы нашли, не было шлаком, а было реальным образцом настоящей породы. И в этой долгой истории можно уже было ставить точку. Однако дальше мы нашли вот это вот зерно, сейчас вы его увидите. Вы видите такую серебристо-серую картинку с таким черным следом, как от ботинка, посередине. Коротко это можно описать как невозможное в центре невероятного. Серый материал – это диоксид кремния. Это самый распространенный кристалл на Земле.

Однако если вы посмотрите дифрактрограмму, вы увидите, что она неправильная. Она не соответствует привычной дифракционной картине диоксида кремния. Она соответствует дифрактограмме стишовита, названного в честь еще одного российского ученого. Для формирования стишовита нужно чудовищное давление, превышающее атмосферное давление в сотни тысяч раз. Такого давления нет ни на алюминиевом заводе, ни где бы то ни было еще. За исключением далекого космоса или больших глубин залегания на Земле. То, что вы видите по центру, вот этот кусок черного вещества, является чистой воды квазикристаллом. Это квазикристалл, который считался невозможным, который считался возможным только в лабораторных условиях. В лабораторных условиях, здесь мы его видим существующим в непосредственной близости от диоксида кремния. Я уже обозначил вопрос: где же он появился? Для того чтобы на него ответить, можно было пользоваться разными средствами, но мы решили использовать микрозонд.

И здесь я обратился за помощью к ученым из «Калтеха» (Калифорнийского технологического института, Caltech) Эйлеру и Гуану (John EilerYunbin Guan), и они дали совершенно однозначный ответ на мой вопрос. Они сказали, что анализ изотопов кислорода дает однозначное указание на то, что это внеземной минерал. И интересно, что это не какой-то обыкновенный метеорит или астероид – это образец одного из старейших метеоритов. Это действительно очень старое вещество, появившееся не тысяча, не миллион, не сто миллионов лет назад, а появившееся 4,5 миллиарда лет назад. Это один из первых минералов, возникших в Солнечной системе, и он, судя по всему, старше Земли. Вот так вот мы в своей истории шагнули сразу на миллиарды лет от квазикристаллов, синтетически выращенных в конце XX века, к квазикристаллам, которые возникли на заре существования нашей не то что галактики – Вселенной.

На этом этапе все, кто занимались квазикристаллами, все, кто занимается историей Солнечной системы, все, конечно, заинтересовались исследованиями нашего образца, понимая, что этот проект сможет дать ответ на вопрос о возникновении, истории развития нашей системы, но к этому моменту уже практически ничего не осталось. Мы весь этот метеорит срезали и состригли, и для того чтобы было хоть что-то исследовать, мы поняли, что нужно снова отправляться на Чукотку. Мы понимали, что нужно и согласование получить, и деньги собрать, и помощью Валерия заручиться, нужно время.

Но как вы знаете, нас ничто не остановит, поэтому 22 июля 2011 года вся наша группа прибыла в Анадырь. Здесь мы находимся уже на границе тундры и как раз готовимся к началу нашей экспедиции. Была собрана очень хорошая экспедиция: 5 американцев, 1 итальянец, а все остальные – русские, причем там были как ученые, так и, конечно, проводники. В качестве обслуживающего персонала мы использовали граждан Чукотки. Конечно, самым важным членом нашей экспедиции был Валерий Крячко, с которым вы будете дальше общаться сами. Мало того что Валерий вызвался с нами отправиться, он также много нам помогал и со всей подготовкой, и с логистикой, и стал действительно героем всей этой экспедиции. Большую организационную помощь нам оказали Марина Юдовская и Вадим Дистлер, действительно, без них бы вряд ли нам что-то удалось. Также с нами были Богдан, Виктор и Ольга – наш повар, наш водитель и наш проводник. И еще один важный участник нашей экспедиции – вы видите кошку.

Лагерь мы разбили где-то в километре от ручья. Собственно, здесь вы видите, как мы идем на раскопки. Вот тот самый ручей, где нашли золотой песок в свое время, и именно там Валерий в свое время искал следы платины. Мы какое-то время искали то место, на котором он нашел первый образец. Прошло буквально несколько часов, и вот наши герои – Лука, Валерий – вышли на тот холм, на котором в 1979 году Валерий нашел тот минерал. После чего мы разбились на подгруппы. Вот, например, вы видите здесь, Крис начал изучать геологию, ландшафт. Другие занялись раскопками. Мы суммарно перелопатили около полутора тонн глины. Но дальше нужно было ее, как золото, промыть в поисках интересных образцов. У нас недостаточно было лабораторных инструментов для проведения качественного химического анализа, но что-то было понятно. А здесь вы видите моего сына, он был у нас старшим копателем. Собственно, большую часть этих полутора тонн мы выкапывали маленькими такими лопаточками, а кое-где и руками. Но вы не переживайте за моего сына: он практически не ел глины, несмотря на эту фотографию.

Вот, видите, здесь собственно промывание, точно так же, как золотоискатели работали. Вы видите, что-то такое там блестит – это и правда золотой песок, какое-то количество его мы нашли. Хотя золото мало нас интересовало: мы искали гораздо более редкий металл.

И наконец, хочу рассказать вам о результатах нашей экспедиции. Только перед этим скажу, что когда мы вернулись, мы на самом деле не знали, что же с собой привезли. Мы не были уверены даже в том, что мы нашли метеоритные какие-то образцы. Мы спорили, какова вероятность того, что будут хоть какие-то метеоритные частицы. Самые реалисты говорили – 0,0001%, а оптимисты – 1%. Именно поэтому мы были в восторге, когда через несколько недель мы получили данные от Луки, потому что Лука лучше всех знал, что мы ищем. И он прислал нам первые данные анализа, которые показали, что мы действительно подобрали очень хорошие материалы метеоритного происхождения. Вот видите, по центру этого камня такой блестящий образец, кусочек, который полностью соответствовал и химическому составу, который мы искали, и имел дифрактограмму, соответствующую квазикристаллу. И минерал, который мы нашли, мы назвали икосаэдритом, поскольку он имел дифрактограмму, полностью соответствующую правильной икосаэдрической решетке. Конечно, эта наша экспедиция, тот факт, что мы лично откопали все эти образцы, добавили убедительности нашим исследованиям в глазах научного сообщества. Если вы покажете эти данные специалистам по метеоритам, они вам сразу скажут, что это такое. Это типичный пример метеорита типа CV3, или углистого хондрита. Причем по центру этого хондрита вы видите блестящий кусочек, который раньше мы никогда не находили в природе. Трудно на данном этапе решить, когда сформировался данный квазикристалл. То ли он имеет тот же возраст, что и окружающая его порода, около 4,5 миллиардов лет, то ли он сформировался... Но мы сейчас эту тему копаем. Мы сейчас исходим из того, что возник этот квазикристалл на заре существования Солнечной системы, много миллиардов лет назад, при столкновении метеоритов. Мы предполагаем, что метеорит этот упал в бассейн Хатырки относительно недавно, может быть, порядка 10 тысяч лет назад. Как раз во время последнего ледникового периода. Как раз тогда, когда по этому ручью спускались вниз с какими-то ледяными массами глинистые породы. Мы продолжаем свою работу, хочется надеяться, что откроем еще какие-то тайны. Но пока других тайн у меня нет, спасибо за внимание.

контакты

119072, Москва, Берсеневская набережная, 6, стр.3

+7 (499) 963–31–10
+7 (985) 766–19–25
do@digitaloctober.com