Os quase-cristais, materiais cujos átomos formam padrões geométricos regulares que nunca se repetem, eram considerados contrários às leis da Natureza. Shechtman provou que existem.

Na manhã de 8 de Abril de 1982, quando Shechtman, que na altura trabalhava no National Institute of Standards and Technology (NIST), nos EUA, olhou ao microscópio electrónico para a mistura de alumínio e manganésio, material cuja estrutura atómica estava a estudar, pensou (em hebraico): “Esta criatura não pode existir”.

A imagem que tinha obtido “mostrava uma série de círculos concêntricos, cada um composto por dez pontinhos luminosos a igual distância uns dos outros”, explica o Comité Nobel em comunicado. “Shechtman contou e tornou a contar os pontinhos. Círculos com quatro ou seis pontinhos teriam feito sentido, mas não dez, de maneira nenhuma."

A imagem que Shechtman tinha obtido mostrava que, dentro do material, os átomos apresentavam uma estrutura cristalina, o que em si não tinha nada de especial. Mas aqueles dez pontinhos dispostos em círculos correspondiam a uma estrutura cristalina com uma “simetria de rotação de ordem 10” – e isso era totalmente contranatura. Uma tal estrutura nem sequer constava das Tabelas Internacionais de Cristalografia, a referência mundial na matéria. “Naquela altura”, refere o comunicado, a ciência estipulava liminarmente que um tal padrão cristalino era impossível.”

Rejeição violenta

Nos cristais, a disposição dos átomos forma padrões geométricos regulares e repetitivos (o elemento de base pode ser cúbico ou hexagonal, por exemplo). Estes padrões dependem da composição química do cristal e conforme os casos, apresentam certas simetrias de rotação. Existem cristais com simetrias de ordem 3, 4 ou 6, em que cada átomo está rodeado de 3, 4 ou 6 átomos, respectivamente, todos a igual distância uns dos outros.

A ordem da simetria é revelada quando a imagem dos átomos destes cristais (os pontinhos luminosos) é rodada de forma a ficar perfeitamente sobreposta à imagem inicial: se for preciso uma rotação de 120 graus isso assinala uma simetria de ordem 3, se bastar uma rotação de 90 graus, a simetria é de ordem quatro e se for de apenas 60 graus indica uma simetria de ordem 6.

Os cristais com simetrias de rotação de ordem 5, 7 ou 10 eram considerados impossíveis porque isso tornaria desiguais as distâncias entre os átomos, gerando um padrão regular mas não repetitivo – e violando assim uma regra de base da cristalografia – a de que os padrões cristalinos se repetem ao infinito iguais a si próprios.

E no entanto, a imagem que Shechtman tinha obtido nessa manhã de Abril 1982 apresentava uma simetria de ordem 10: bastava rodá-la 36 graus (um décimo de uma volta completa de 360 graus), para a imagem rodada se sobrepor perfeitamente à imagem inicial. No seu caderno, o cientista escreveu: ‘Ordem 10???’” Estava perplexo.

Para mais, quando Shechtman analisou com mais pormenor a estrutura geométrica do cristal que tinha entre mãos, descobriu que, na realidade, ela apresentava uma simetria de ordem 5 – algo igualmente impossível.

Depois de ter excluído que se pudesse tratar de um erro experimental, Shechtman falou aos seus colegas da sua descoberta. A reacção foi violenta: Shechtman foi ridicularizado, o seu chefe mandou-o ler melhor os manuais de cristalografia e até o quis expulsar do laboratório.