Dan Shechtman y los Cuasicristales

MORRIS STRAUCH PARA AGENCIA DE NOTICIAS ENLACE JUDÍO

Dan Shechtman דן שכטמן cumplió esta semana 76 años, yom huledet sameaj, ¡feliz cumpleaños!

Shechtman es profesor del Technion, Haifa, dirige el Centro Louis Edelstein y el Wolfson Centre. Es profesor de la Universidad de Iowa, e investigador asociado del Ames Laboratory del Departamento de Energía de los EUA y dirige el Consejo Científico Internacional de la Tomsk Polytechnic University. En 1982 descubrió los cuasicristales –sólidos de estructuras geométricas no repetitivas- por lo cual recibió el Premio Nobel de Química en el 2011, incluyendo SEK 10 millones de coronas suecas.

Nació en Tel-Aviv el 24 de enero de 1941, 7 años antes de la salida del Mandato Británico, terminó la carrera de Ingeniería Mecánica en el Technion de Haifa en 1966, y como había recesión en Israel, era mal momento para buscar trabajo, así que entró a la maestría, terminándola en 1968. “Pero entonces me enamoré de la ciencia y decidí seguir con el doctorado, de ahí en adelante ya era yo un científico”, confesó alguna vez. Acabó el doctorado en 1972 e hizo una estancia de 3 años en el Aerospace Research Laboratories de Ohio, y en 1975 se incorporó al departamento de Ingeniería de Materiales del Technion. Se casó con Tzipora Shechtman con quien tiene 1 hijo y 3 hijas, Yoav, Tamar, Ella y Ruth.

A principios de los 80s hizo unos años sabáticos en la Universidad Johns Hopkins, estudiando aleaciones de aluminio. La mañana del 8 de abril de 1982 Dan estaba estudiando una mezcla, enfriada rápidamente, de aluminio y manganeso, con usos potenciales aeroespaciales, en el microscopio electrónico. Veía círculos concéntricos, cada uno hecho de diez puntos brillantes a la misma distancia entre sí, una imagen no reportada antes. El conocimiento científico hasta los 80s dictaba que en la materia sólida, los átomos estaban organizados dentro de cristales en patrones simétricos que se repetían periódicamente una y otra vez, una condición necesaria para obtener un cristal. En su microscopio electrónico la imagen carecía de un patrón repetido.

!עין חיה כזה , [Ein jayá kazó] “¡No puede haber tal criatura!”

El patrón de difracción que encontró en su microscopio no se encontraba en las Tablas Internacionales de Cristalografía, círculos de 4 o 6 puntos era lo normal, pero no de 10. Anotó en su cuaderno: 10 veces???

La comunidad científica descalificaba las observaciones de Shechtman, haciéndolo objeto de burla, principalmente por el bioquímico, dos veces Premio Nobel, Linus Pauling, uno de los científicos más famosos del siglo 20. Pauling decía de Shechtman:

“No hay tal cosa como los cuasicristales, solo hay cuasi científicos”.

Sus compañeros pensaban que Shechtman no había sido cuidadoso con sus experimentos, el jefe del laboratorio le pidió que volviera a revisar el libro de texto de cristalografía, después le pidió que abandonara el grupo por la vergüenza que les había hecho pasar.

Repitió el experimento y sus observaciones y todas daban el mismo resultado, consulto con sus colegas especialistas y concordaron con que sus procedimientos eran correctos. Cuando Shechtamn ya estaba seguro de sus resultados empezó a cambiar su forma de sentir:

“El (Pauling) estaba equivocado, y con el tiempo comencé a disfrutar cada minuto de esta batalla científica, sabiendo que estaba equivocado”.

Los antecedentes del trabajo de Shechtman fueron las investigaciónes de Kleiner y Maki, de 1981, donde señalan la posibilidad de una fase icosaédrica en cuasicristales, de lo cual Pauling no tenía conocimiento.

Como se puede ver, un genio es aquel que falla constantemente hasta que descubre algo en la naturaleza o agrega algo a ella, para después seguir fallando. Newton, Einstein, Pauling,… todos fallan.

Envió un artículo al Journal of Applied Physics quienes lo rechazaron inmediatamente. Pero en noviembre del 1984 publicó sus datos junto con Cahn, Blech y Gratias, en el Physical Review Letters, conmocionando a la comunidad internacional de cristalógrafos al cuestionar la base de esta ciencia, que: todos los cristales consisten en patrones periódicos repetitivos. Cuando Shechtman publicó sus resultados otros científicos empezaron a reportar hallazgos empíricos de cuasicristales, muchos de ellos los tenían empolvados en el escritorio, pensando que se trataba de observaciones de cristales gemelos.

El descubrimiento de los cuasicristales cambió la concepción de la estructura de la materia sólida. En 1992, la Unión Internacional de Cristalografía aceptó que los materiales cuasi-periódicos deben existir y cambió su definición de lo que es un cristal, de “una sustancia en la cual los átomos, moléculas o iones constituyentes se distribuyen en un patrón tridimensional repetitivo, regularmente ordenado” al más amplio “cualquier sólido que tenga un diagrama de difracción esencialmente discreto”.

Desde 1982, cientos de cuasicristales se han sintetizado en el mundo, pero en el 2009, se hallaron cuasicristales en la naturaleza, en el río Khatyrka al este de Rusia. Un mineral compuesto de aluminio, cobre y hierro, con un patrón de difracción decuplicado [x10] llamado Icosaedrita.

Se han utilizado cuasicristales para crear acero de larga duración hecho por una empresa sueca, mezclando cuasicristales, en forma de armadura, incrustados en un acero suave, con el que han producido navajas de afeitar y agujas para cirugía ocular. Por su baja conducción térmica y eléctrica, y carencia de superficie adherente, los cuasicristales pueden ser buenos materiales termoeléctricos, para convertir el calor en electricidad y para reutilizar el calor residual de motores. Se han probado cuasicristales en la fabricación de sartenes, en componentes para diodos emisores de luz de ahorro de energía, LEDs, y para aislamiento térmico en motores, entre otros.

En el 2014 Shechtman se lanzó como candidato para presidente de Israel, recibió la aprobación del Parlamento –Knesset– para postularse y ganó el 0.9% de los votos en las elecciones. Reuven Rivlin ganó la presidencia con el 37.6% de los votos. Esta postulación le dio el nombre de Cuasipresidente a Dan Shechtman.