У минералу насталом у првој нуклеарној експлозији на свету научници су открили кристал за који се сматрало да на Земљи не може постојати у природним условима. Откриће пружа нови увид у материјале који настају под екстремним притиском и температуром, а догодило се више од 80 година након злогласног теста Тrinity изведеног 16. јула 1945. у Новом Мексику, пише Svience Alert. Тог дана у 5,29 ујутру експлодирала је прва нуклеарна бомба у историји, позната каo Gadget. Ослобођена енергија била је еквивалентна снази 21 килотоне ТNT, а силина је у трену испарила 30-метарски челични торањ и сву околну бакрену инфраструктуру, укључујући каблове и инструменте за мерење. Ужарена ватрена кугла потом је стопила остатке метала с пустињским песком и асфалтом, стварајући стакласти материјал какав никада пре није виђен. Тај материjал је касније назван тринитит.
Управо у том јединственом материјалу научници деценијама налазе необичне структуре. Још 2021. тим предвођен геологом Луком Биндијем са Универзитета у Фиренци идентификовао је квазикристал, структуру са уређеним али непонављајућим атомским узорком, у реткој црвеној варијанти тринитита. Сада је иста врста материјала открила још једно изненађење – кристал који у нормалним околностима не би могао настати на Земљи. „Екстремни и краткотрајни услови настали нуклеарним детонацијама могу произвести фазе чврстог стања недоступне конвенционалној синтези”, наводи Биндијев тим. „Извештавамо о открићу досад непознатог клатрата типа I од калцијум-бакарног силиката, формираног током нуклеарног теста 1945. године; то је први кристалографски потврђен клатрат пронађен међу продуктима нуклеарне експлозије.”
Kлатрати су кристалне структуре у којима атоми творе решетку налик кавезу која унутар себе може заробити друге атоме. За разлику од већине кристала који настају у стабилним условима, аноргански клатрати захтевају врло специфичне и изузетно су ретки у природи. Управо такви увслови, иако накратко, постојали су у поменутом нуклеарном тесту: температуре више од 1.500 Целзијусових степени и птитисци између 5 и 8 гигапаскала, после чега је услиједило нагло опадање притиска и брзо хлађење. Та брза промена омогућила је атомима да се сложе у необичне конфигурације и остану закључани у структурама које се иначе не би могле формирати. Тринитит је стога својеврсни минералошки запис експлозије.
Kористећи рендгенску дифракцију, истраживачи су у узорку црвеног тринитита пронашли сићушну капљицу богату бакром. Даља анализа открила је необичну атомску конфигурацију – кубни клатрат у којем кавези атома силицијума држе појединачне атоме калцијума, уз трагове бакра и гвожђа. Загонетку је представљала чињеница да је клатрат пронађен непосредно уз раније откривени квазикристал. Будући да су обе структуре настале од сличних материјала под истим условима, научници су се питали да ли су повезане.
Математичко моделирање показало је да, иако је у теорији могуће да квазикристал настане из клатрата, у овом случају то није било вероватно због превисоке концентрације бакра. То значи да су се две врло различите кристалне фазе формирале независно једна од друге, унутар истог узорка и под истим условима. „Ова открића искључују једноставно структурно тумачење Тtinity квазикристала које би се темељило на клатрату и наглашавају разнолику природу фаза богатих силицијумом створених у екстремним условима”, пишу истраживачи. Налази су објављени у часопису Proceeding of the National Adademy of Sciences.
(Илустрација Јack W. Аеby/Маnhattan Project)
(Индекс)
