Последствия для фундаментальной науки после первого ядерного взрыва продолжают раскрываться даже спустя десятилетия.
Темным июльским утром 1945 года американские ученые и военные взорвали первую в мире ядерную бомбу в отдаленном районе Нью-Мексико. Взрыв высвободил энергию, эквивалентную 25 000 тонн тротила, полностью испарив вышку, на которой была установлена бомба, и превратив пустынный песок в радиусе 300 метров в стекло.
Позже ученые назвали это бледно-зеленое и красное, слабовыраженное радиоактивное стекло "тринититом" в честь места испытаний – Тринити. Теперь, более 80 лет спустя, исследователи обнаружили, что в некоторых образцах красного тринитита содержатся уникальные кристаллы, не встречающиеся больше нигде в природе, пишет Live Science.
Они подробно изложили находку в исследовании, опубликованном 11 мая в журнале PNAS.
Поводом для расследования стал другой минерал: необычный квазикристалл, ранее идентифицированный в образцах красного тринитита. В отличие от большинства квазикристаллов, состоящих в основном из алюминия, этот квазикристалл богат кремнием. Его существование натолкнуло на мысль, что в стекле Тринити могут скрываться и другие причудливые кристаллы.
"Мы хотели подробнее изучить эти продукты экстремального формирования, – подчеркнул Лука Бинди, минералог из Флорентийского университета в Италии и ведущий автор нового исследования.
Бинди и его команда использовали электронный микрозонд и рентгеновскую дифракцию для изучения редкого "бычьекровного" варианта красного тринитита. Поразительный пунцовый цвет этого образца появился благодаря разрушенной испытательной вышке и окружавшему ее металлическому оборудованию.
Капли металла из этих конструкций оказались заперты внутри расплавленного кремниевого стекла в момент взрыва, изменив его оттенок с серо-зеленого на алый.
В этом образце исследователи обнаружили никогда ранее не встречавшийся кристалл-клатрат. Клатраты – это тип кристаллической структуры, в которой один элемент образует "клетку", удерживающую внутри другие атомы. В данном случае атомы кремния заключили медь и кальций внутри связанных 12- и 14-гранных кристаллических решеток. Такой тип расположения редко встречается в природе, особенно для неорганических соединений, как заявила команда ученых.
Это первый случай, когда кристаллы-клатраты были найдены как побочный продукт ядерного взрыва. Во время взрыва Тринити температура превысила 1500 градусов Цельсия, а давление на короткое время поднялось до 8 гигапаскалей, что сопоставимо с давлением глубоко под земной корой. Столь экстремальные условия заставили атомы принять конфигурации, которые они обычно не способны принять.
Команда также изучила возможность того, что новый клатрат мог быть предшественником ранее описанных квазикристаллов тринитита. Математический анализ показал, что это маловероятно. Однако исследование этой взаимосвязи помогает расширить наши знания о верхних пределах минералообразования, выходящих далеко за рамки того, что можно воспроизвести в лаборатории.
"Экстремальные события, такие как ядерные взрывы, удары молнии или столкновения, могут порождать новые минеральные фазы и структуры, которые расширяют наше понимание того, как организуется материя в экстремальных условиях", – объяснил Бинди.
Ранее УНИАН сообщал, что Япония хочет построить вокруг Луны "солнечное кольцо", и получать бесконечную энергию.