2011諾貝爾化學獎得主與新的物質型態 準晶體! Quasicrystal, a New Form of Matter

2011諾貝爾化學獎得獎者是以色列籍的Daniel Shechtman。他因為發現準晶體(quasicrystals)這種新的物質型態而到獎。 一直以來人們認為物質的原子排列可以分成有規則跟沒有規則，其中有規則的就叫做晶體。當用單色光，如X ray照射的時候，晶體就會因為原子周期性的排列而展現出漂亮的繞射圖形。但是一直以來對晶體的認識，就是晶體只能用某些種的對稱方式存在，像是不該有五邊行晶胞的晶體(五重對稱)或是六重對稱以上的晶體不存在。 今年的諾貝爾獎得主主要的成就就是在1984年，在快速冷卻的鋁錳合金中發現了一種新的物質排列方式，其電子繞射斑具有明顯的五重對稱性，而發現的準晶體這種新的物質型態。

現在知道準晶體具有完全有序的結構，然而又不具有晶體所應有的平移對稱性，所以在小範圍內原子的排列是規則（有序）的，但在大範圍下又像是是不規則（無序）的 (如下圖)。 因為這樣特殊的結構讓這種物質性型態有不同於晶體的性質。而因為這種特殊原子排列造成的性質讓物質的行為有更多可能存在的形態，很多相關的物理性質的研究都陸續再進行，發現很多特殊的性質，例如是這樣準晶體的材料可以變得非常硬，或是有特殊的電熱或光電性質。


但是在當時幾乎所有的科學家都拒絕相信這樣的結果， 晶體不可能有他說的那樣的排列，即時他當時自己的好朋友也是工作的主管都不能同意在自己的研究團隊上有這樣的結果。這樣新的結果只有他自己相信，相關發表也被拒絕，甚至當時最偉大的化學家與晶體學家鮑林也公開批評他說的東西是無稽之談。不過因為他自己的堅持跟慢慢更多人也觀察到同樣的現象，這種新的物質型態準晶體(Quasicrystals)才被科學界慢慢接受。

下面的影片就今年得主就他自己這個發現的一個表白，說了他自己這一路研究的故事，因為他的經驗，最後他強調，如果你是一個愛好科學的人，請堅持自己的研究結果，要聽別人的意見，可是自然真相的存在與否不是別人的意見能決定的。