“Екстремальний” кристал з ядерного вибуху 1945 року унікальний у своєму роді.

Наслідки для основної науки після першого ядерного вибуху продовжують виявлятися навіть через багато років.

У темний липневий ранок 1945 року американські науковці та військові підірвали першу в світі ядерну бомбу в віддаленій місцевості Нью-Мексико. Вибух вивільнив енергію, еквівалентну 25 000 тонн тротилу, повністю знищивши вежу, на якій була встановлена бомба, і перетворивши пустельний пісок в радіусі 300 метрів на скло.

Пізніше вчені назвали це блідо-зелене і червоне, слабо виражене радіоактивне скло “тринітітом” на честь місця випробувань – Трініті. Тепер, через понад 80 років, дослідники виявили, що в деяких зразках червоного тринітіту містяться унікальні кристали, які не зустрічаються більше ніде в природі, пише Live Science.

Вони детально описали цю знахідку в дослідженні, опублікованому 11 травня в журналі PNAS.

Причиною для дослідження став інший мінерал: незвичайний квазікристал, раніше виявлений у зразках червоного тринітіту. На відміну від більшості квазікристалів, які складаються переважно з алюмінію, цей квазікристал багатий кремнієм. Його існування викликало припущення, що в склі Трініті можуть бути й інші незвичайні кристали.

“Ми прагнули детальніше дослідити ці продукти екстремального формування, – підкреслив Лука Бінді, мінералог з Флорентійського університету в Італії та провідний автор нового дослідження.

Історія в кристалі

Бінді та його команда використовували електронний мікрозонд і рентгенівську дифракцію для вивчення рідкісного варіанту червоного тринітіту “бичаче кров”. Вражаючий пурпурний колір цього зразка виник завдяки зруйнованій випробувальній вежі та металевому обладнанню, що її оточувало.

Краплі металу з цих конструкцій опинилися замкнені всередині розплавленого кремнієвого скла в момент вибуху, змінивши його відтінок з сіро-зеленого на червоний.

У цьому зразку дослідники виявили кристал-клатрат, який раніше не зустрічався. Клатрати – це тип кристалічної структури, в якій один елемент формує “клітку”, що утримує всередині інші атоми. У даному випадку атоми кремнію ув’язнили мідь і кальцій всередині пов’язаних 12- і 14-гранних кристалічних решіток. Такий тип розташування рідко зустрічається в природі, особливо для неорганічних сполук, як зазначила команда вчених.

Це перший випадок, коли кристали-клатрати були виявлені як побічний продукт ядерного вибуху. Під час вибуху “Трініті” температура перевищила 1500 градусів Цельсія, а тиск на короткий час піднявся до 8 гігапаскалів, що можна порівняти з тиском глибоко під земною корою. Такі екстремальні умови змусили атоми прийняти конфігурації, які вони зазвичай не можуть прийняти.

Команда також досліджувала можливість того, що новий клатрат міг бути попередником раніше описаних квазікристалів тринітіту. Математичний аналіз показав, що це малоймовірно. Проте вивчення цього взаємозв’язку допомагає розширити наші знання про верхні межі мінералоутворення, що виходять далеко за межі того, що можна відтворити в лабораторії.

“Екстремальні події, такі як ядерні вибухи, удари блискавки або зіткнення, можуть створювати нові мінеральні фази та структури, які розширюють наше розуміння того, як організовується матерія в екстремальних умовах”, – пояснив Бінді.

Раніше УНІАН повідомляв, що Японія планує побудувати навколо Місяця “сонячне кільце” для отримання нескінченної енергії.