„Ekstremni“ kristal formiran tokom testiranja nuklearne bombe ne liči ni na šta što su naučnici videli

Uzorci „trinitita“ stvoreni tokom prvog testiranja nuklearne bombe na svetu 1945. godine sadrže specifične kristale koji ranije nisu viđeni.

Jednog mračnog julskog jutra 1945. godine, američki naučnici i vojno osoblje detonirali su prvu nuklearnu bombu na svetu u udaljenom području Novog Meksika. Eksplozija je oslobodila energiju ekvivalentnu 25.000 tona TNT-a, potpuno vaporizujući toranj s kog je bačena i pretvarajući pustinjski pesak u poluprečniku od 300 metara u staklo.

Preporučujemo

Naučnici su kasnije ovo bledozeleno i crveno, blago radioaktivno staklo nazvali „trinitit“ po lokaciji testiranja Triniti. Sad, više od 80 godina kasnije, istraživači su otkrili da neki crveni trinitit sadrži specifične kristale koji se ne mogu naći nigde drugo u prirodi.

Istraživanje je podstakao jedan drugi mineral: neobičan kvazikristal ranije identifikovan u uzorcima crvenog trinitita. Za razliku od većine kvazikristala, koji se prvenstveno sastoje od aluminijuma, ovaj kvazikristal je bogat silicijumom. Njegovo postojanje je sugerisalo da bi u staklu sa lokacije Triniti mogli biti skriveni i drugi neobični kristali.

„Želeli smo da dodatno istražimo ove ekstremne proizvode“, kaže Luka Bindi, mineralog sa Univerziteta Firence u Italiji.

Bindi i saradnici su koristili elektronsku mikrosondu i difrakciju rendgenskih zraka da ispitaju retku varijantu crvenog trinitita. Izrazita boja ovog uzorka poticala je od dezintegrisanog tornja za testiranje i metalne opreme koja ga je okruživala. Metalne kapljice od ovih struktura bile su zarobljene u istopljenom silicijumskom staklu dok se ono stapalo tokom eksplozije, menjajući njegovu boju iz sivkasto zelene u jarkocrvenu.

Istraživači su u ovom uzorku pronašli dotad neviđen klatratni kristal. Klatrati su tip kristalne strukture u kojoj jedan element formira „kavez“, zarobljavajući druge atome unutra. U ovom slučaju, atomi silicijuma zatvorili su bakar i kalcijum unutar povezanih 12-stranih i 14-stranih kristalnih rešetki. Ovaj tip rasporeda je redak u prirodi, naročito za neorganska jedinjenja.

Ovo je prvi put da su klatratni kristali pronađeni kao nusproizvod nuklearne eksplozije. Tokom eksplozije na lokaciji Triniti, temperature su premašile 1.500 stepeni Celzijusovih, a pritisci su nakratko dostigli 8 gigapaskala — što je uporedivo sa pritiskom duboko ispod Zemljine kore. Tako silni uslovi primorali su atome na konfiguracije koje normalno ne bi mogli da ostvare.

Takođe je istražena mogućnost da je novi klatrat možda preteča prethodno opisanih trinititskih kvazikristala. Matematička analiza je pokazala da je to malo verovatno. Međutim, istraživanje ove veze pomaže u popunjavanju našeg znanja o gornjim granicama formiranja minerala, daleko od bilo čega što se može replikovati u laboratoriji.

„Ekstremni događaji poput nuklearnih eksplozija, munja ili silovitih udara mogu stvoriti nove mineralne faze i strukture koje proširuju naše razumevanje kako se materija organizuje pod ekstremnim uslovima“, rekao je Bindi.

(Telegraf Nauka/Live Science)