Meggyőző bizonyítékokkal szolgált a földönkívüli eredetről az az orosz Távol-Keletről visszatért expedíció, ami a természetben előforduló kvázikristályokat kutatta.

Paul J. Steinhardt, az amerikai Princeton Egyetem, és Luca Bindi, az olasz Firenzei Egyetem kutatóinak tanulmánya szerint az új, természetes előfordulású kvázikristály-minták olyan környezetből származnak, ami nem rendelkezik a kialakulásukhoz szükséges szélsőséges körülményekkel, megerősítve a feltevést, hogy egy meteorit juttatta el a Földre.

Steinhardt Bindi mellett 10 tudóssal, két gépjárművezetővel és egy szakáccsal utazott el a kelet-oroszországi Korjak-hegységbe, hogy másfél tonna üledéket rostáljanak át kézzel, átvizsgálva a helyi folyamokat és hegyeket. Munkájukat siker koronázta, az expedíció több anyagot is talált az adott helyszínen. Eredményeik azt is elárulták, hogy a kvázikristály-minták a legutóbbi jégkorszak során kerültek a szibériai területre, ami arra utal, hogy a meteorit körülbelül 15.000 évvel ezelőtt csapódhatott be.

A csapat kvázikristályok, egy olyan egyedülálló kristálycsoport természetes előfordulású tagjai után kutatott, amit elsőként egy izraeli tudós, Daniel Shechtman professzor szintetizált laboratóriumában. Shechtman munkatársaival alumíniumot és mangánt olvasztott össze, majd a folyékony ötvözetet egy gyorsan forgó kerékre fröcskölték, amivel másodpercenként közel egymillió Kelvin fokos hűtést értek el. Ez a hirtelen lehűlés számos új szerkezetbe, fázisba kényszerítheti az ötvözetet. Munkájáért 2011-ben kémiai Nobel-díjat kapott.

A kvázikristályok koncepcióját Steinhardt ismertette elsőként egyik hallgatójával, Dov Levine-nel közösen, mindössze hat héttel Shechtman felfedezésének 1984-es publikációja után. Munkájukig az összes szilárd halmazállapotú anyagról, legyen az szintetikus vagy természetes, azt tartották, hogy hagyományos kristályokat alkotnak. Ugyancsak általánosan elfogadott nézet volt, hogy a kristályoknak csak két-, három-, négy-, vagy hatfogású szimmetriája lehet, mivel az egyforma elemi cellák csak adott módokon kapcsolódhatnak össze szilárd testté. A sókristály például kocka alakú elemi cellákból áll össze kocka alakú kristályszemcsékké, ebből adódóan négyfogású forgásszimmetriával rendelkezik, vagyis ha a kristályt egy negyed fordulattal elforgatjuk a megfelelő tengely körül, az elforgatott atomok ugyanoda kerülnek, ahol a kristályrácsban eredetileg is atomok voltak. Egy kristálynak nem lehet például ötfogású szimmetriája, mert az ilyen elemi cellák, például a dodekaéderek nem rakhatók össze úgy, hogy teljesen kitöltsék a teret.

Steinhardt és Levine kidolgozta a kvázikristályok Penrose modelljét. A Penrose-csempézés egy háromdimenziós általánosításával álltak elő, leírva az alumínium-mangán ötvözet szerkezetét, egyben bebizonyítva, hogy a modelljük által számított diffrakciós csúcsok elrendeződése kiválóan illeszkedik Shechtman eredményeihez. A Penrose-kvázikristályok nem egy, hanem több különböző elemi cellából építhetők fel, az összerakásukat megszabó különleges illesztési szabályok alapján. Ezek a kvázikristályok három lényeges tulajdonságukban is különböznek a hagyományos kristályoktól. Mindenekelőtt számos olyan részletük van, ami tiltott, vagyis ötfogású forgásszimmetriával rendelkeznek. Másrészről, míg egy periodikus kristály felépítéséhez egyféle elemi cella is elegendő, ami szabályos térközönként, periodikusan ismétlődik, a Penrose-kvázikristályok két- vagy többféle cellából állnak. Végül a kvázikristályokban nincsenek a periodikus szerkezeteket jellemző egyenlő térközű kristályrácsvonalak, lehetségessé téve az összes lehetetlennek tartott szimmetriát.

Laboratóriumi felfedezésük óta a kutatók több mint száz mesterséges kvázikristály típust hoztak létre, tulajdonságaik, a nagy keménység, kis súrlódási együttható, kis hővezető képesség, oxidációval és korrózióval szemben jó ellenálló képesség, tapadást gátló tulajdonság miatt sok fontos alkalmazásuk van. Korábban csupán egy természetes kvázikristályt dokumentáltak, egy mintát a firenzei Természettörténeti Múzeumban, amit Steinhardt és Levine 2009-ben azonosított be együttműködőik segítségével. A minta egy futball labda szimmetriáját hordozta magában, hat darab ötfogású szimmetriatengellyel, ami tiltott egy hagyományos kristály számára. Ez indította el azt a példátlan nyomozást, amivel végül sikerült megtalálni a minta származási helyét, titkos naplók, csempészek és aranymosók segítségével. Végül a kutatók ráakadtak arra a férfira, Valerij Krijacskora, aki 1979-ben elhozta a mintát az oroszországi Csukot autonóm körzetből.

2010 nyarán a kutatók kísérletei arra utaltak, hogy a minta meteorit eredetű. Nem is akármilyen meteorittal érkezett, hanem egy CV3 szenes kondrittal, egy 4,5 milliárd éves példánnyal, ami a Naprendszer kialakulásakor keletkezett. "Ez adta meg a végső lökést, hogy a képzeletbeli utazást valósággá váltsuk. Hosszú menet volt, de úgy voltunk vele, ha csak még egy mintát tudunk találni ott, az minden kétséget kizáróan bizonyítaná az általunk összerakott bizarr történetet és új tanulmányozható anyagforrásokat biztosítana ennek a rendkívül különös anyagnak, ami a Naprendszer kezdetén formálódott" - magyarázta Steinhardt.

Most, hogy Steinhardt és Bindi expedíciója újabb mintákat gyűjtött az eredeti csukotkai helyszínen, számos kérdés kerülhet megválaszolásra a további vizsgálatokkal. "Mit tud a természet, amit mi nem? Hogyan alakulhattak ilyen tökéletesre a kvázikristályok egy komplex meteorit belsejében, miközben nekünk ehhez rengeteg munkát kell elvégezni a laboratóriumban? Milyen egyéb új fázisokat találhatunk ebben a meteoritban, és mit tudnak elmondani nekünk a korai Naprendszerről?" - sorolta kérdéseit Steinhardt. "Jelenleg még csak a jéghegy csúcsánál járunk"