S-au împlinit 80 de ani de la prima explozie nucleară din lume, despre care s-a spus că a creat o formă rară de materie. Aceasta este cunoscută sub numele de "cvasicristal". S-a întâmplat într-un deşert din statul New Mexico, unde, în dimineaţa zilei de 16 iulie 1945 s-a scris o cumplită pagină din istoria omenirii.
Jurnaliştii publicaţiei ScienceAlert au relatat despre primul test al unei bombe atomice: "Trinity Test", în care s-au folosit șase kilograme de plutoniu și care a declanșat o explozie echivalentă cu puterea a 19 kilotone de TNT. Proiectul "Manhattan", cum este cunoscut în istorie, a avut ca rezultat crearea primelor arme nucleare.
În zorii zilei de 16 iulie 1945, la ora 05:29, liniștea zorilor a fost tulburată după ce armata Statelor Unite a detonat un dispozitiv cu implozie pe bază de plutoniu, ştiut sub numele de "Gadget". Acest moment avea să schimbe pentru totdeauna modul în care se poartă războiul pe planeta noastră.
Mostre de trinitită la situl Trinity, New Mexico. Sursa foto: Profimedia Images
Eliberarea de energie, echivalentă cu 21 de kilotone de TNT, a vaporizat turnul de testare de 30 de metri și kilometri întregi de fire de cupru care îl legau de echipamentele de înregistrare. Fulgerele exploziei au topit turnul și firele de cupru împreună cu asfaltul și nisipul deșertului de dedesubt, formând un tip de sticlă verde – un nou mineral numit "trinitită", potrivit sciencealert.com.
Zeci de ani mai târziu, oamenii de știință aveau să descopere un secret ascuns într-o bucată din acea trinitită – o formă rară de materie cunoscută sub numele de "cvasicristal", despre care se credea odinioară că este imposibilă.
"Cvasicristalele se formează în medii extreme, care există foarte rar pe Pământ. Ele necesită un eveniment traumatic cu șoc, temperatură și presiune extreme. De obicei, noi nu vedem așa ceva, cu excepția unor evenimente dramatice precum o explozie nucleară", a explicat geofizicianul Terry Wallace de la Laboratorul Național Los Alamos în 2021, conform sursei citate.
Majoritatea cristalelor, de la banala sare de masă până la cele mai dure diamante, respectă aceeași regulă: atomii lor sunt aranjați într-o structură de tip rețea care se repetă la infinit în spațiul tridimensional. Cvasicristalele încalcă această regulă – modelul după care atomii lor sunt aranjați nu se repetă.
Când conceptul a apărut pentru prima dată în lumea științifică, în 1984, era considerat imposibil: cristalul era fie ordonat, fie dezordonat, fără vreo variantă intermediară. Apoi, ele au fost descoperite cu adevărat, atât în condiții de laborator, cât și în natură – adânc în interiorul meteoriților, formați prin șocuri termodinamice generate de evenimente precum un impact cu viteză extrem de mare, au mai relatat cei de la ScienceAlert.
Știind că sunt necesare condiții extreme pentru a produce cvasicristale, o echipă de oameni de știință condusă de geologul Luca Bindi de la Universitatea din Florența, Italia, a decis să analizeze mai atent trinitita.
Dar nu în trinitita verde. Deși sunt rare, s-au descoperit suficient de multe cvasicristale pentru a se observa că, de regulă, acestea includ metale. Așa că echipa a căutat o formă mult mai rară a mineralului – trinitita roșie, colorată astfel din cauza firelor de cupru vaporizate care au fost încorporate în compoziția sa.
Folosind tehnici precum microscopie electronică de scanare și difracție de raze X, cercetătorii au analizat șase mici mostre de trinitită roșie. În cele din urmă, au descoperit ceea ce căutau într-una dintre mostre – un grăunte minuscul, microscopic, cu 20 de fețe, format din siliciu, cupru, calciu și fier, având o simetrie de rotație în cinci colțuri, imposibilă pentru cristalele convenționale. Era un cvasicristal, cea mai veche dovadă a unuia creat de om – o "consecință neintenționată" a războiului.
"Acest cvasicristal este magnific prin complexitatea sa – dar nimeni nu ne poate spune deocamdată de ce s-a format în acest mod. Dar într-o zi, un om de știință sau un inginer va descifra acest mister, ni se vor deschide ochii și vom avea o explicație termodinamică a formării lui. Iar atunci, sper ca acea cunoaștere să ne ajute să înțelegem mai bine exploziile nucleare și, în cele din urmă, să ajungem la o imagine mai completă a ceea ce înseamnă un test nuclear", a mai declarat geofizicianul Terry Wallace în urmă cu patru ani, la momentul publicării rezultatelor echipei.
Această descoperire reprezintă cel mai vechi cvasicristal de origine antropogenă cunoscut și sugerează că ar putea exista și alte căi naturale de formare a cvasicristalelor. De exemplu, fulguritele – formațiuni din nisip topit produse de trăsnete – sau materialele provenite din zonele de impact ale meteoriților ar putea fi surse naturale de cvasicristale.
Cercetarea ar putea, de asemenea, să ne ajute să înțelegem mai bine testele nucleare ilicite, cu scopul final de a limita proliferarea armelor nucleare. Studierea mineralelor formate în alte situri de testare nucleară ar putea duce la descoperirea altor cvasicristale, ale căror proprietăți termodinamice ar putea deveni instrumente utile în domeniul expertizei nucleare.
"Pentru a înțelege arsenalul nuclear al altor țări, trebuie să avem o înțelegere clară a programelor lor de testare nucleară", a mai spus Terry Wallace.
Ştiri video recomandate
