Tiết lộ bí ẩn về cấu trúc của kim cương

Kim cương sáng ngời và long lanh, nhưng vẻ đẹp của nó rút cục lại chỉ nằm ở cấu trúc tinh thể độc nhất vô nhị, một nhà toán học phỏng đoán. Toshikazu Sunada, từ Đại học Meiji ở Nhật Bản, đã thực hiện các phân tích toán học về cấu trúc của kim cương và phát hiện thấy nó có những thuộc tính đặc biệt nào đó, đặc biệt là sự đối xứng.

Trong một tinh thể, các nguyên tử được xắp xếp theo thứ tự, có mô típ lặp đi lặp lại, với các liên kết giữ chúng nằm chặt gần nhau. Mô hình về tinh thể thường gồm có các điểm (đại diện cho các nguyên tử), nối với nhau bằng các đường kẻ hoặc các mặt.  

Kim cương có hai đặc điểm cơ bản khác với những loại tinh thể khác. Một là "tính đối xứng tối đa" - trong khi các tinh thể khác có thể được xắp xếp lại để trở nên đối xứng hơn, thì kim cương không thể. Kim cương cũng có một đặc điểm tương tự như các hình tròn và hình cầu, tức là nhìn từ mọi phía đều như nhau. Một tinh thể kim cương trông không hề khác biệt dù nhìn ở góc độ hay hướng nào.

Sunada phát hiện ra rằng trong vô số những loại tinh thể theo lý thuyết toán học, thì chỉ có một dạng khác cũng có hai đặc điểm nói trên giống như kim cương, được Sunada gọi là "tinh thể K_4".

"Tinh thể K_4" trông đẹp không kém gì kim cương", Sunada nói, đồng thời bổ sung rằng mặc dù hiện nó mới chỉ có trên lý thuyết, nhưng cũng có thể một ngày nào đó người ta sẽ tìm thấy trong tự nhiên.

Mô hình tinh thể K_4. (Ảnh: Livescience)

T. An