איפה ניתן למצוא את חתך הזהב בגבישים הקריסטליים שגילה דן שכטמן?
תגליתו הגדולה של זוכה פרס נובל הישראלי דן שכטמן הם הגבישים הכמו-מחזוריים או בשפת הכימאים "קוואזי-גבישים" (quasicrystals) או "גביש קווזיפריודי".
הכל התחיל בבוקר אחד בחודש אפריל 1982. כשהביט במיקרוסקופ האלקטרוני שלו, ראה דן שכטמן סידור אטומים שהיה מנוגד לחלוטין לחוקי הטבע. הוא הרי למד תמיד שהאטומים שבגבישים מוצקים יוצרים תמיד תבניות סימטריות, שחוזרות על עצמן שוב ושוב, באופן מחזורי. התבניות שהוא ראה היו סדירות ותואמות את חוקי המתמטיקה, אך הן לא חזרו על עצמן אף פעם.
שכטמן גילה גביש כמו-מחזורי. בניגוד לגבישים רגילים, שהם בעלי סריג מחזורי, הגביש הכמו-מחזורי הוא בעל סימטריה בתבניות סדורות שלא חוזרות על עצמן אף פעם. בקוואזי-גבישים כאלו ראה שכטמן מעין פסיפסים שהזכירו לו את הפסיפסים והעיטורים שמקובלים באמנות הערבית מאז ימי הביניים, כאלה שניתן לראות במסגדים ובארמונות ערביים, מארמון אלהמברה שבדרום ספרד ועד ארמונות הפאר שבאיראן. אלא שבקוואזי-גביש הם משוכפלים פעם אחר פעם ברמת האטום!
כשפרסם שכטמן את ממצאיו טענו חוקרים ומומחים בתחום שהתצורה שגילה היא בלתי אפשרית ולא הגיונית. הכימאים התרגלו שהחזרה והמחזוריות הן חלק בלתי נפרד מהמבנה של הגביש וכאן בא המדען הישראלי וטוען שלא כך הדברים. הוא מצא את עצמו במוקד של מתקפה מדעית. במשך שנים רבות נאלץ להיאבק כנגד המומחים והידע המקובל בתחום המדעי. במהלך המאבק, שלא תמיד היה נעים, הוא מצא עצמו מגורש מקבוצת המחקר שלו. קביעותיו המדעיות נראו לרבים בעייתיות, אבל הוא עמד על שלו וסיפק הסברים וממצאים שהלכו וחיזקו את דעתו.
טיפין טיפין החלו הדעות משתנות. דן שכטמן אילץ את עולם הכימיה לשקול מחדש את התפיסה המקובלת בנוגע לטיבו הבסיסי של החומר. כשזכה בשנת 2011 בפרס נובל לכימיה על תגלית זו, הוא קיבל סוג של הכרה בכך שהוא ניצח במאבקו והצליח לשנות את הדעה המקובלת לגבי הכימיה של חומרים מוצקים.
כיום נמצאו הוכחות רבות לממצאיו של שכטמן. מדען אחד מצא את הגבישים הללו במינרלים שהוציא מנהר רוסי. מדענים אחרים יצרו גבישים קריסטליים כאלו באופן מלאכותי במעבדה. חוקרים אחרים מצאו שהקוואזי גבישים מחזקים את סוגי פלדה מסוימים והופכים אותה מחושלת וחזקה במיוחד. גם התעשייה כבר נערכת להשתמש בגבישים הללו לייצור של מכשירים חזקים מאי-פעם.
מדענים רבים מצאו בקוואזי-גבישים של שכטמן את "יחס הזהב", או בשמו הנוסף "חיתוך הזהב". היחס זה, שמאז יוון העתיקה השתמשו בו אדריכלים, אמנים ומהנדסים בתרבויות שונות ובהקשרים מגוונים, מופיע גם בגיאומטריה וגם בטבע (קראו עליו באאוריקה בתגית חיתוך הזהב). בקוואזי-גבישים מופיע חתך הזהב ביחס שבין המרחקים השונים שבין האטומים של הגבישים.
תגליתו הגדולה של זוכה פרס נובל הישראלי דן שכטמן הם הגבישים הכמו-מחזוריים או בשפת הכימאים "קוואזי-גבישים" (quasicrystals) או "גביש קווזיפריודי".
הכל התחיל בבוקר אחד בחודש אפריל 1982. כשהביט במיקרוסקופ האלקטרוני שלו, ראה דן שכטמן סידור אטומים שהיה מנוגד לחלוטין לחוקי הטבע. הוא הרי למד תמיד שהאטומים שבגבישים מוצקים יוצרים תמיד תבניות סימטריות, שחוזרות על עצמן שוב ושוב, באופן מחזורי. התבניות שהוא ראה היו סדירות ותואמות את חוקי המתמטיקה, אך הן לא חזרו על עצמן אף פעם.
שכטמן גילה גביש כמו-מחזורי. בניגוד לגבישים רגילים, שהם בעלי סריג מחזורי, הגביש הכמו-מחזורי הוא בעל סימטריה בתבניות סדורות שלא חוזרות על עצמן אף פעם. בקוואזי-גבישים כאלו ראה שכטמן מעין פסיפסים שהזכירו לו את הפסיפסים והעיטורים שמקובלים באמנות הערבית מאז ימי הביניים, כאלה שניתן לראות במסגדים ובארמונות ערביים, מארמון אלהמברה שבדרום ספרד ועד ארמונות הפאר שבאיראן. אלא שבקוואזי-גביש הם משוכפלים פעם אחר פעם ברמת האטום!
כשפרסם שכטמן את ממצאיו טענו חוקרים ומומחים בתחום שהתצורה שגילה היא בלתי אפשרית ולא הגיונית. הכימאים התרגלו שהחזרה והמחזוריות הן חלק בלתי נפרד מהמבנה של הגביש וכאן בא המדען הישראלי וטוען שלא כך הדברים. הוא מצא את עצמו במוקד של מתקפה מדעית. במשך שנים רבות נאלץ להיאבק כנגד המומחים והידע המקובל בתחום המדעי. במהלך המאבק, שלא תמיד היה נעים, הוא מצא עצמו מגורש מקבוצת המחקר שלו. קביעותיו המדעיות נראו לרבים בעייתיות, אבל הוא עמד על שלו וסיפק הסברים וממצאים שהלכו וחיזקו את דעתו.
טיפין טיפין החלו הדעות משתנות. דן שכטמן אילץ את עולם הכימיה לשקול מחדש את התפיסה המקובלת בנוגע לטיבו הבסיסי של החומר. כשזכה בשנת 2011 בפרס נובל לכימיה על תגלית זו, הוא קיבל סוג של הכרה בכך שהוא ניצח במאבקו והצליח לשנות את הדעה המקובלת לגבי הכימיה של חומרים מוצקים.
כיום נמצאו הוכחות רבות לממצאיו של שכטמן. מדען אחד מצא את הגבישים הללו במינרלים שהוציא מנהר רוסי. מדענים אחרים יצרו גבישים קריסטליים כאלו באופן מלאכותי במעבדה. חוקרים אחרים מצאו שהקוואזי גבישים מחזקים את סוגי פלדה מסוימים והופכים אותה מחושלת וחזקה במיוחד. גם התעשייה כבר נערכת להשתמש בגבישים הללו לייצור של מכשירים חזקים מאי-פעם.
מדענים רבים מצאו בקוואזי-גבישים של שכטמן את "יחס הזהב", או בשמו הנוסף "חיתוך הזהב". היחס זה, שמאז יוון העתיקה השתמשו בו אדריכלים, אמנים ומהנדסים בתרבויות שונות ובהקשרים מגוונים, מופיע גם בגיאומטריה וגם בטבע (קראו עליו באאוריקה בתגית חיתוך הזהב). בקוואזי-גבישים מופיע חתך הזהב ביחס שבין המרחקים השונים שבין האטומים של הגבישים.
