به راستي چرا بلورهاي برف شش پر و متقارن و سفيد هستند؟ 
براي پاسخ به اين سوال بايد داستان زندگي يک دانه برف را دانست. 

داستان زندگي دانه برف، از ابر آغاز مي‌شود، از زماني که يک قطره بسيار ريز ابر يخ زده و به يک ذره کوچک يخي تبديل مي‌شود. 

زماني که بخار آب روي سطح ذره يخ شروع به سخت شدن مي‌کند، به سرعت در اين يخ کوچک چند وجه ايجاد و به يک شش وجهي تبديل مي‌شود. 

ذره يخ تا مدتي اين شکل شش وجهي را حفظ مي‌کند اما به تدريج که بلور بزرگتر و بزرگتر مي‌شود، از هر يک از وجوه اين شش وجهي شاخه‌اي بيرون مي‌آيد. از آنجا که شرايط جوي (يعني دما و رطوبت) در همه نقاط اين بلور کوچک يکسان است، هر شش شاخه جديد، تقريبا به يک اندازه رشد مي‌کنند. 

بلور برف در حاليکه بزرگتر مي‌شود، در داخل ابر با باد به اينسو و آنسو مي‌رود و به همين دليل است که در طول زمان، با دماهاي مختلفي روبرو مي‌شود. 

اما رشد کريستال تا حد بسيار زيادي به ميزان دما مربوط مي‌شود و از آنجا که هر شش شاخه بلور در هر زمان در شرايط مساوي قرار دارند، همه آنها به يک شکل رشد مي‌کنند. 

نتيجه نهايي اين روند، ايجاد ساختاري شش شاخه و متقارن است. بايد توجه داشت که چون هر بلور برف مسيري خاص خود را در ابر مي‌پيمايد، هر يک شکل خاص خود را پيدا مي‌کنند. 


** چه چيزي باعث همزماني رشد شش بازوي کريستال برف مي‌شود؟ 
هيچ چيز. همانطور که قبلا اشاره شد هر يک از بازوهاي دانه برف مستقلا رشد مي‌کند اما از آنجا که نقاط مختلف هر بلور اوليه برف درشرايط مساوي دمايي قرار دارد، اين رشد همزمان و برابر صورت مي‌گيرد. 

شايد اين موضوع عجيب و باورنکردني به نظر برسد اما شايد اشاره به يک نکته، اين موضوع را باورکردني کند: در واقع بلورهاي برف چندان کامل متقارن نيستند. براي اطمينان به زير برف برويد و خودتان آزمايش کنيد. 

به ندرت ممکن است کريستالي کاملا متقارن پيدا کنيد. 


** دانه برف چرا شش بازو دارد؟ 
علت اين امر به خصوصيات هندسه شش ضلعي شبکه بلور يخ برمي‌گردد. اما اين شبکه ابعاد مولکولي دارد و پي بردن به اين موضوع که اين تقارن در ابعاد نانو چگونه به ساختار يک کريستال برف که به مراتب بزرگتراست، منتقل مي‌شود، کار ساده‌اي نيست. 

اما بطورکلي بايد گفت ايجاد بازو در دانه برف از طريق "تشکيل وجوه" (‪ faceting‬يا ايجاد ساختاري مانند جواهرات تراش داده شده) صورت مي‌گيرد. 

اين وجوه بدون نياز به نيروي خاصي تشکيل مي‌شوند که علت آن، نحوه قرار گرفتن مولکول‌ها در داخل شبکه دانه برف است. در فرآيند تشکيل وجوه است که دانه ابتدايي برف به يک شش وجهي تبديل مي‌شود که ساختاري بزرگتر با يک تقارن شش بري است. در نهايت، بازوها از گوشه‌هاي شش ضلعي بيرون مي‌آيند و وجود شش گوشه اساس به وجود آمدن شش بازوست. 

فرآيند "تشکيل وجوه" نشان مي‌دهد که هندسه مولکول آب چگونه به هندسه يک کريستال درشت برف منتقل مي‌شود. 

** چرا برف سفيد است؟ 
برف سفيد نيست. برف از کريستالهاي يخ درست شده و انبوه آنها سفيد به نظر مي‌رسد درست مانند خرده شيشه‌هايي که انبوه آنها سفيد به نظر مي‌آيد. 

نور بازهم مانند شيشه، از بخشي از سطوح يخ دانه برف منعکس مي‌شود و رنگ خاصي را بازتاب مي‌دهد. هنگامي که مقدار زيادي برف انباشته شده باشد و از روي هر وجه هر دانه برف بخشي از نور منعکس شود، اين نور به نقاط اطراف بازتاب يافته و دوباره برمي‌گردد. از آنجا که همه رنگها تقريبا به ميزان مساوي پراکنده هستند، انبوه برف سفيدرنگ به نظر مي‌رسد. 

در واقع، هنگامي که نور در حال تابش و بازتابش است، يخ بخشي از آن را جذب مي‌کند و رنگ قرمز، آسانتر از رنگ آبي جذب مي‌شود و در نتيجه، رنگ آبي بازتاب مي‌يابد. به همين دليل اگر به داخل يک توده برف خوب نگاه کنيد، گاه در آن رنگ آبي را مشاهده مي‌کنيد.

** فايده دانستن اين اطلاعات درباره دانه‌هاي برف چيست؟ 
بلورهاي زيباي برف رقص کنان از آسمان به زمين مي‌بارند و يک انسان پرسشگر بايد بداند که اين دانه‌ها از چه و چگونه تشکيل شده‌اند. مطمئنا از ميان بيش از شش ميليارد جمعيت زمين، عده‌اي هستند که بخواهند به رازهاي دانه‌هاي برف پي ببرند. 

با همه اينها، يافتن راز چگونگي تشکيل بلورها، بدون ترديد کار بي‌فايده‌اي نيست. براي مثال، کل صنعت کامپيوتر به سيليکون و ديگر کريستال‌هاي نيمه‌هادي متکي است ولي ما هنوز درباره فيزيک چگونگي تشکيل اين کريستالها اطلاعات زيادي نداريم. 

اگر از فيزيک پايه‌اي که در پس رشد بلورها ، از جمله بلور يخ، وجود دارد، درک بهتري پيدا کنيم، توانايي بيشتري براي ايجاد مواد جديد خواهيم داشت.