Paul Joseph Steinhardt
Doğal quasicrystal’lar, meteor bilimi ve yer bilimi ( jeoloji )

1998 yılında Steinhardt, quasicrystal'ların sabitliğini ve daha önceden var olduğu fark edilmeyen yeni mineral formlarının mümkün olduğunu gösterebilmek için doğal quasicrystal'lar üzerine uluslararası bir araştırma başlatmıştır.
Yanlış sonuç alınan ve başarısızlığa uğrayan araştırmalarla geçen on yıllık bir sürenin ardından grup İtalyan bilim insanı ve sonraki zamanlarda Universite'di Firenze'de bulunan bir mineral koleksiyonunda kuratör (sanat galerisi/ müze/ kütüphane müdürü) olan Luca Bindi'yle çalışmalar yapmaya başladı. 2009 yılında doğal quasicrystal'a ait olarak keşfedilen ilk örnek bir müzenin bodrum katında bulundu. Bu keşfedilen küçük miktardaki örnek, birkaç milimetre genişliğinde, “khatyrkite” olarak işaretlenmiş olan bir kutu ile paketlenerek gönderilmiştir. Bu örneğin içinde bakır ve alüminyumdan oluşan sıradan bir kristal bileşiminin olduğu düşünülüyordu. Ancak az miktarda elde edilen bu örnek diğer mineralleri de içeriyordu ve bunların arasında Steinhardt ve iş arkadaşlarının doğal quasicrystal olarak nitelendirdiği tanecikler de bulunmaktadır.
Uluslararası Mineroloji Birliği quaiscrystal'ları ismi icosahedrite olarak belirlenmiş yeni bir mineral alanı olarak kabul etmişlerdir. Bu materyal, An-Pang Tsai ve grubu tarafından 1987 yılında kendi laboratuvarlarında sentezledikleri ilk termodinamik açıdan sabit olan quasicrystal ile tam anlamıyla birebir olan atomik bileşimi (kompozisyonu) (Al63Cu24Fe13) içeriyordu.
Müzede var olduğu bulunan örnekten iki yıl sonra Steinhardt uzmanlardan oluşan bir ekip kurarak bu ekibin araştırmaların kaynağına bir bilimsel gezi düzenlemesini organize etmiştir ve gezinin düzenlendiği bu kaynak Rusya'nın uzak doğusunda bulunan Kamchatka Yarımadası'nın kuzey kesimindeki yarı bölgesinde yer alan Chukotka Otonom Okrug'undaki Listventovyi akarsuyudur. Kurulan bu takımda Bindi ve 1979 yılında Listventovyi akarsuyunda çalışmalarını sürdürürken khaytrkite kristalinin ilk orijinal örneğini bulmayı başaran Rus maden jeoloğu (yer bilimci) olan Kryachko da bulunmaktadır. Kryachko'nun elde ettiği örnekler daha sonraları Floransa'daki bir müzeye gönderilmiştir ve burada Steinhardt'ın doğal quasicrystal'lar üzerinde yaptığı çalışmalar için kullanılmak üzere Bindi tarafından seçilmişlerdir. Floransa ve Princeton'da yapılan çalışmalar sonucunda bu örneklerin icosahedrite (önceden bulunan ve khatyrkite adı verilen kristallere ek olarak) tanecikleri içerdiğinin farkına varılmıştır.
Koryak dağlarında bulunan Listvenitovyi akarsuyunun sahilleri üzerinden yaklaşık bir buçuk tonluk bir toprak kazma ve kaydırma işlemi yapıldıktan sonra, çalışma takımı evlerine yaklaşık olarak birkaç kilogram ağırlığında olan ayrılmış toprak örnekleri ile birlikte döndüler. Sonunda, kaydırılarak elde edilen materyalin her bir taneciğinin tek tek dikkatlice incelenmesinden sonra bazılarının icosahedrite içerdikleri gözlenmiştir. Steinhardt'ın takımı bu tanecikleri kullanarak elde ettikleri ve incelenmesini tamamladıkları bu örneklerin, 4.5 milyar yıl önce (gezegenlerin oluşumundan önce) oluşmuş ve Dünya yüzeyine yaklaşık 15,000 yıl önce düşerek yerleştiği düşünülen bir meteordan geldikleri kanıtlanmıştır.
Bu keşif hem muazzam büyüklükte bir kişisel başarı olarak hem de bilimsel alanda gerçekleştirilmiş oldukça büyük bir başarı olarak kabul edilmiştir. Quasicrystal olarak adlandırılan yeni bir madde formunun teorik konseptinin ilk olarak keşfedilmesinden yaklaşık otuz yıl sonra, Steinhardt doğal süreçler sonucunda oluşmuş olan ilk quasicrystal'ı keşfetmiştir. Ve bu başarıyı dünyanın merkez sayılabilecek bölgelerinden oldukça uzak bir mekanda çalışmalar yaparak elde etmiştir.
Steinhardt'ın Princeton’da bulunan laboratuvarında daha değişik birkaç mineral içeren örneklerin de eklenmesiyle birlikte daha fazla icosahedrite örnekleri elde edilmeye devam edilmiştir. 2014 yılında bu minerallerden biri alüminyumun, nikelin ve demirin kristalize olmuş fazı ( Al38Ni33Fe30 ) elde edilerek keşfedilmiştir. Bulunan bu yeni mineral daha sonraki zamanlarda Uluslararası Mineroloji Birliği tarafından yeni bulunan bir mineral türü olarak kabul görmüş ve “steinhardtite” adını almıştır. 2015 yılında, daha önce bulunandan farklı bir meteorun taneciklerinde başka tür doğal oluşumlu quasicrystal'lara rastlanmıştır. Bulunan bu ikinci yeni doğal oluşumlu quasicrystal ise alüminyum, nikel ve demirin farklı bir karışımı olduğu (Al71Ni24Fe5) ve decagonal (on köşeli, on katlı simetriye sahip atomik katmanların düzenli bir şekilde üst üste yığılmasıyla oluşan) bir simetriye sahip olduğu belirlenmiştir. Bu yeni bulunan türe ise “decagonite” adı verilmiştir.