W pozostałościach po próbie jądrowej znaleziono nieznany kryształ
W lipcu 1945 roku, na pustyni w Nowym Meksyku, Stany Zjednoczone przeprowadziły pierwszy w historii test jądrowy o kryptonimie Trinity. Eksplozja uwolniła energię równoważną 25 tysiącom ton TNT, temperatura w epicentrum przekroczyła 1500°C, ciśnienie zaś sięgnęło 8 gigapaskali, tyle ile głęboko we wnętrzu Ziemi. Piasek pustyni stopił się i zeszklił, tworząc bladozieloną, słabo radioaktywną substancję, którą naukowcy nazwali trynitytem.
Większość trynitytu ma barwę zieloną, jednak istnieje rzadszy wariant, szkarłatny, zwany „byczą krwią” (oxblood). Jego intensywna barwa pochodzi od wchłoniętych przez stopione szkło podczas wybuchu resztek stalowej wieży, miedzianej infrastruktury i aparatury pomiarowej. To właśnie w tym wyjątkowym materiale zespół mineraloga Luki Bindiego z Uniwersytetu Florenckiego odnalazł coś, czego nauka wcześniej nie widziała.
W próbce czerwonego trynitytu naukowcy zidentyfikowali nieznany dotąd klatrat. Klatraty to kryształy o szczególnej budowie: jeden pierwiastek tworzy przestrzenną klatkę, wewnątrz której uwięzione są atomy innego pierwiastka. W tym przypadku atomy krzemu zamknęły w sobie miedź i wapń, tworząc sześcienne siatki krystaliczne złożone z komór o 12 i 14 ścianach. Nigdy wcześniej nie potwierdzono krystalograficznie klatratu wśród stałych produktów eksplozji jądrowej.
Odkrycie to zyskuje dodatkowy wymiar w kontekście wcześniejszego znaleziska – kwazikryształu bogatego w krzem, który opisano w tym samym materiale. Kwazikryształy to struktury o symetrii niemożliwej w klasycznej krystalografii. Oba twory – klatrat i kwazikryształ – powstały w identycznych warunkach, w podobnych środowiskach, z tych samych składników, piasku i metalu. Naukowcy postanowili sprawdzić, czy łączy je głębsza zależność strukturalna.
Obliczenia wykazały, że struktury wywodzące się z klatratu są stabilne jedynie przy niskiej zawartości miedzi, wynoszącej 10–11%. Przy wyższych stężeniach miedzi, odpowiadających składowi kwazikryształu z Trinity (około 21%), struktury traciły spójność i ulegały amorfizacji. Klatrat i kwazikryształ mają więc wspólne pochodzenie, ale są odrębnymi produktami tych samych ekstremalnych warunków.
Ekstremalne zdarzenia, takie jak wybuchy jądrowe, uderzenia piorunów czy impakty meteorytów, mogą generować nowe fazy mineralne, które poszerzają nasze rozumienie tego, jak materia organizuje się w ekstremalnych warunkach – powiedział Bindi.
Wyniki opublikowano w czasopiśmie PNAS.
Komentarze (0)