螺旋軸（screw axis）

想像一座旋轉樓梯，或是螺絲上的螺紋。要往上爬，你必須一邊轉、一邊升高——單純的旋轉只會讓你在原地打轉。螺旋軸正是這種合成動作：先把圖案轉過固定的角度，同時又沿著軸方向滑動一段固定的距離。這種對稱操作在分子這類有限的物體上根本不可能存在，它只有在無盡重複的晶體裡才有意義——因為前方永遠還有更多圖案可以落腳。

記號寫成 n_m（讀作「n 下標 m」）。n 代表旋轉：轉過 360/n 度。下標 m 代表滑動距離：沿軸方向滑動晶格週期的 m/n 分之一。以沿著 b 方向的 2_1 螺旋為例：轉 180 度，再滑動半個晶胞。用座標表示，位在 (x, y, z) 的點被帶到 (-x, y+1/2, -z)。再做一次得到 (x, y+1, z)——方向回到起點，只是沿 b 平移了整整一個晶胞，這正是一個普通的晶格平移。正是這種自洽，決定了只有某些螺旋軸（2_1；3_1、3_2；4_1、4_2、4_3；6_1 到 6_5）是被允許的。像 3_1 與 3_2、或 4_1 與 4_3 這些成對的螺旋，彼此互為左旋與右旋，就像開瓶器的兩種旋向。

螺旋軸在真實材料中無所不在。六方最密堆積金屬（鎂、鈦、鋅）屬於空間群 P6_3/mmc，其中的 6_3 螺旋正是把 ABAB 堆疊縫合起來的關鍵。有機分子晶體中最常見的空間群 P2_1/c，就是以它的 2_1 螺旋命名。而由於螺旋軸帶有分數平移，它會在繞射圖上留下指紋：沿 b 的 2_1 軸會抹去所有 k 為奇數的 0k0 反射——這種系統消光會在繞射相關的欄目裡完整說明。