■ダイヤモンドの双子とは？ ダイヤモンドは炭素原子からなる結晶で、そのミクロな結合構造は立体六角形（六員環）の網目で構成された「ネットワーク」になっています。このネットワークは特殊な「大きい対称性」を持っており、それと同じ「対称性」をもつ仮想的結晶が2005年に発見されました。これが「ダイヤモンドの双子」（Diamond Twin）と呼ばれるものです。 ■ダイヤモンドの双子を「見る」 ダイヤモンドの双子を正確に記述するには数式が必要ですが、ここでは砂田佳代により制作されたビデオ映像でそれをお見せします。回転している途中で、様々な図形が登場します。 よく観察すれば、立体10角形（10員環）の網目が見えるはずです。さらに、1つの原子（赤球）を通る10員環が15個あることが分かります。ダイヤモンドでは１つの原子を通る6員環は12個となっており、15個という数の多さは驚くべきことです。 ダイヤモンドとその双子は、対称性の観点からは似たもの同士なのですが、大きな違いもあります。ダイヤモンドの双子とその鏡像は互いに重ね合わせることはできません。他方、ダイヤモンドでは、その鏡像と重ね合わせることができます。 現在、ダイヤモンドの双子を合成する試みが物質科学の研究者により行われています。ダイヤモンドのように、炭素結晶が最も望ましいのですが、残念ながら物性計算では不安定なことが確かめられています。可能性のあるのは、ボロンや窒素による合成です。もし合成されれば、新物質として様々な用途が期待できます。
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『現象数理学の形成と発展』
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明治大学
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