#041 「星の籠」と「星の間」のクラスターホロン構造

■1■自然界のように僅かな歪みを許容すれば、「星の巣」(5芒星4面体)には「星の籠」(5芒星12面体)が4つ接続したが、「星の間」には「星の籠」が12個接続可能である。「星の間」の横に「星の籠」を1つ並べて置いてみよう。「星の間」の12個ある正5角形の凹面には、この「星の籠」を12個はめ込むことが可能である。

■2■左に置いた「星の籠」の最上段にある5芒星は、右にある「星の間」の中心角になっている「星の籠」(5芒星12面体)の各面に対応すると見て取れる。また2番目の正5角形は「星の間」の第2層をなす正12面体の各面に対応し、3番目の正5角形は「星の間」の第3層をなす20-12面体の各面に対応することになる。

■3■そして真横から見ればわかるとおり、これは上下がリバーシブルだ。したがって「星の籠」は2つの「星の間」を接続することができる。なお5重回転対称性の立体は、上下だけでなく6軸12方向全てがリバーシブルなので、僅かに歪んだり間に立体を挟むことで、単体の周囲に12個の単体群の接続が可能だ。


右図はイッテルビウム(Yb)とカドミウム(Cd)の2元準結晶の原子構造()

■4■つまり「星の籠」が自身の周囲に「星の籠」を12個接続できるように、「星の間」もまた5芒星12面体などを介することによって、自らの周りに「星の間」を12個接続できるという事だ。さらにその13個が次の1ユニットとして同様の形で上位クラスターを形成していく、いわばクラスターホロン構造になっている。

■5■実際にナノレベルでの原子分子のクラスターでは、このような準結晶の構造であると考えられている。ここからさらに内にも外にも黄金比で連結していく。ミクロ方向とマクロ方向を繋ぎ反転させる「星の籠」と「星の間」構造体は、平面でなく「立体のベシカパイシス」であると表現することができるだろう。

■6■3層構造からなるこの「星の間」の面棒結節部分である「点」について注目しよう。全ての点が「星の巣」すなわち5芒星12面体構造を持ち、最も近い点同士の距離は、全てほぼ1/φである。ここでは全てを語り尽くすことはできないが、この5重回転対称性を有する綿棒多胞体を作り目の前に置いて眺めれば、他にも様々な驚きの発見があるに違いない。

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()このようなクラスターが3次元空間を埋めることで、マクロな視座での5重回転対称性/正20面体対称性を生み出している。 Credit: UPPSALA UNIVERSITY, CESAR PAY GOMEZ

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