A hópelyhek lenyűgöző sokszínűsége felveti annak a gondolatát, hogy minden egyes egyedi. Bár a "nincs két pehely egyaránt" vonzó metafora lehet, ez nem teljesen igaz. De ez nem akadályozza meg, hogy szemügyre vegyük az ujjatlan fogásainkra bonyolult kristályszerkezeteket. Ez nem akadályozza meg a kutatókat abban is, hogy gondosan katalogizálják az esetlegesen felépülő kristályokat.
Munkájuknak köszönhetően, a kémia tanár Andy Brunning, aki a Compound Interest grafika és kémia blogot tartja, egy lenyűgöző grafikát készített, amely 39 féle szilárd csapadékot mutat be, köztük 35, amelyek hókristályok vagy pelyhek. A csapadék egyéb, ábrán látható formái között szerepel a jeges, a jég, a jégeső és a fagyasztott hidrometeor részecske.
Összetett kamat (CC BY 4.0) Brunning írja:
Kíváncsi lehet, mi köze van a hópelyhek alakjához a kémia. Valójában a szilárd anyagok kristályszerkezeteinek tanulmányozása megvan a maga fegyelemének, a kristálylográfiának, amely lehetővé teszi számunkra, hogy meghatározzuk az atomok elrendezését ezekben a szilárd anyagokban. A kristálylográfia az, hogy a mintán áthaladó röntgenfelvételeket tovább diffrakcionálják, amikor áthaladnak a benne lévő atomokon. A diffrakciós mintázat elemzése lehetővé teszi a szilárd anyag szerkezetének megismerését; ezt a technikát Rosalind Franklin használta a DNS kettős spirál elrendezésének fényképezésére, mielőtt Watson & Crick megerősítette annak szerkezetét.
A korábbi erőfeszítések néhány különböző számmal jöttek létre a szilárd csapadék összes kategóriájára vonatkozóan. Az új grafika Japánban született kutatók munkáján alapul. A 39 kategóriát tovább lehet bontani 121 altípusra - jelentette Susannah Locke a Vox számára. És mindegyik nyolc tágabb csoportba osztható:
- Oszlop kristályok
- Sík kristályok
- Oszlop és sík kristályok kombinációja
- Hókristályok összesítése
- Csillogó hókristályok
- Jégkristályok baktériumai
- Szabálytalan hó részecskék
- Egyéb szilárd csapadék.
Kenneth Libbrecht, a Caltech fizikusa a hókristály képződéséről ír a weboldalán:
A történet egy felhőben kezdődik, amikor egy percnyi felhőcsepp először lefagy egy apró jégrészecskébe. Amint a vízgőz kondenzálódni kezd a felületén, a jégrészecske gyorsan kialakul arclapjain, így kicsi hatszögletű prizmává válik. Egy ideig megtartja ezt az egyszerű, sokoldalú formát, miközben növekszik.
Ahogy a kristály nagyobb lesz, az ágak azonban a hatszög hat sarkából kihajtanak (ez a jobb oldali ábra harmadik lépése). Mivel a légköri viszonyok (pl. Hőmérséklet és páratartalom) majdnem állandóak a kis kristályok között, a hat bimbókar nagyjából azonos sebességgel nő ki.
Miközben növekszik, a kristályt a felhőkön belül oda-vissza fújják, tehát az általa látott hőmérséklet véletlenszerűen változik az idővel.
Ezek a hőmérsékleti változások változtatják meg a karokat különböző formákba, és változatos hópelyheket és kristályokat adnak nekünk. Mivel az összes kar azonos ingadozást bír ki, szimmetrikusan növekedhetnek. A valóságban a legtöbb hókristály szabálytalan, írja.
Miért tölti az időt hópelyhek osztályozására? Amint Libbrecht elmagyarázza, ez valóban a kristályok kialakulásának vizsgálata. És ez az ismeret felhasználható kristályok készítésére számos más alkalmazás számára - például a szilícium és más félvezetők a számítógépekben és az elektronikában kristályokból épülnek fel.
Ráadásul lenyűgözőek.
