Niespodziewany owoc pierwszego w historii naziemnego testu nuklearnego
16 lipca 1945 roku Stany Zjednoczone zdetonowały pierwszą bombę atomową na pustyni w Nowym Meksyku. Dziś, ponad osiemdziesiąt lat później, badacze wciąż znajdują w pozostałościach tamtej eksplozji zupełnie nowe formy materii. Na przykład wspomniany trynityt to szklista substancja powstała po stopieniu pustynnego piasku, asfaltu, metalowych konstrukcji oraz miedzianych przewodów znajdujących się wokół miejsca detonacji. Temperatura osiągnęła wtedy wartości przekraczające 1500 stopni Celsjusza, a ciśnienie rosło do poziomów praktycznie nieosiągalnych w naturalnych warunkach na powierzchni naszej planety.
Czytaj też: Największa kompromitacja wojskowa XXI wieku? Tajemnice nuklearne USA wyciekły
W takich okolicznościach atomy zostały dosłownie zamrożone w nietypowych konfiguracjach. Naukowcy już wcześniej odkryli w czerwonym trynitycie kwazikryształ, niezwykle rzadką strukturę atomową, która łamie klasyczne reguły krystalografii. W zwykłych kryształach atomy układają się w regularne, powtarzalne wzory. Kwazikryształy zachowują porządek, lecz ich struktura nigdy się nie powtarza. Przez lata fizycy byli przekonani, że coś takiego po prostu nie może istnieć. Dopiero w latach 80. stało się jasne, iż takie materiały są prawdziwe, co ostatecznie doprowadziło nawet do przyznania nagrody Nobla za badania nad nimi.
Teraz badacze znaleźli w tych samych próbkach kolejną anomalię: zupełnie nowy rodzaj klatratu, a więc struktury przypominającej atomową klatkę. Tego typu materiały tworzą przestrzenne kosze zbudowane z atomów krzemu, wewnątrz których mogą zostać uwięzione inne pierwiastki. Odkryty podczas analiz materiał zawierał między innymi wapń, miedź, żelazo i krzem. Według naukowców jest to pierwszy potwierdzony przypadek takiej struktury powstałej podczas eksplozji nuklearnej.
Problemem nie jest jedynie niezwykłość samego kryształu. Jeszcze bardziej zdumiewający jest fakt, że współczesne laboratoria nadal nie potrafią odtworzyć dokładnych warunków, w których powstał. Chociaż dzisiejsza technologia pozwala kontrolować temperatury, ciśnienie i reakcje chemiczne z niespotykaną precyzją, kombinacja gwałtownego impulsu energetycznego, ekstremalnego szoku i błyskawicznego chłodzenia okazała się praktycznie niepowtarzalna.
Jakie sekrety skrywa trynityt?
Naukowcy uważają, że odkrycie może mieć znaczenie znacznie wykraczające poza historię projektu Manhattan. Analiza takich struktur pomaga zrozumieć, jak materia zachowuje się w ekstremalnych warunkach energetycznych. To wiedza ważna nie tylko dla fizyki materiałowej, ale i dla badań nad meteorytami, uderzeniami planetoid, a nawet procesami zachodzącymi we wnętrzach planet. Niektóre naturalne kwazikryształy znaleziono wcześniej w meteorytach powstałych prawdopodobnie po kolizjach asteroid miliardy lat temu.
Czytaj też: Zrobił domową “baterię nuklearną”. Efekt jest skromny, ale sam pomysł robi wrażenie
Eksperci zwracają również uwagę na potencjalne zastosowania związane z tzw. nuklearną kryminalistyką. Ponieważ nietypowe struktury krystaliczne mogą przetrwać przez dziesiątki, a nawet setki lat, mogą stać się swoistym odciskiem palca dawnych eksplozji atomowych. W przeciwieństwie do radioaktywnych izotopów, które z czasem zanikają, takie materiały pozostają trwałym śladem po detonacji. Dzięki temu przyszłe analizy mogłyby pomóc określić parametry historycznych lub nielegalnych testów nuklearnych.
