Микроскопический кусок материала тринитита содержит редкую форму материи, называемую квазикристаллом, которая родилась в момент начала ядерной эры, сообщают ученые 17 мая в Proceedings of the National Academy of Sciences, - пишет sciencenews.org.
После первого испытания атомной бомбы в июле 1945 года все, что было в месте взрыва, слилось воедино, оставив землю испытательного полигона в Нью-Мексико, покрытой стекловидным веществом, которое теперь называется тринититом. Высокие температуры и давление помогли создать необычную структуру в одном куске тринитита, в зерне материала всего 10 микрометров в поперечнике - немного длиннее эритроцита.
Нормальные кристаллы состоят из атомов, заключенных в решетку, повторяющуюся в регулярном порядке. Квазикристаллы имеют структуру, которая упорядочена, как у нормального кристалла, но не повторяется. Это означает, что квазикристаллы могут обладать свойствами, запрещенными для обычных кристаллов. Впервые обнаруженные в лаборатории в 1980-х годах, квазикристаллы также появляются в природе в метеоритах.
Недавно обнаруженный квазикристалл на полигоне в Нью-Мексико - самый старый из известных, созданных людьми.
Тринитит получил свое название от ядерного испытания под названием Тринити, в ходе которого материал был создан в изобилии. «Вы все еще можете купить его в больших количествах на eBay», - говорит геофизик Терри Уоллес, соавтор исследования и заслуженный директор Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико.
Но, отмечает он, тринитит, изученный командой, был более редкой разновидностью, называемой красным тринититом. Большинство тринититов имеют зеленоватый оттенок, но красный тринитит содержит медь - остатки проводов, протянувшихся от земли до бомбы. Квазикристаллы обычно встречаются в материалах, которые подверглись сильному удару и обычно содержат металлы. Красный тринитит соответствует обоим критериям.
«Я много месяцев расспрашивал людей в поисках красного тринитита, - говорит физик-теоретик Пол Стейнхардт из Принстонского университета. Но Стейнхардта, известного своими походами в Сибирь в поисках квазикристаллов, это не остановило. В конце концов, минералог Лука Бинди из Университета Флоренции получил кое-что от эксперта по тринититу, который начал сотрудничать с командой. Затем началась кропотливая работа, когда Бинди «просматривал каждую маленькую микроскопическую пятнышку» образца тринитита, говорит Стейнхардт. Наконец, Бинди извлек крошечное зерно. Рассеивая через него рентгеновские лучи, исследователи обнаружили, что этот материал обладает симметрией, присущей только квазикристаллам.
Новый квазикристалл, состоящий из кремния, меди, кальция и железа, является «совершенно новым для науки», - говорит минералог Чи Ма из Калифорнийского технологического института, который не принимал участия в исследовании. - Это довольно крутое и захватывающее открытие».
В ходе будущих поисков квазикристаллов можно будет изучить другие материалы, подвергшиеся сильному удару, такие как ударные кратеры или фульгуриты - сплавленные структуры, образующиеся при ударе молнии в почву.
Исследование показывает, что артефакты зарождения атомной эры
по-прежнему представляют научный интерес, говорит материаловед
Мириам Хиберт из Университета Мэриленда в Колледж-Парке, которая
проанализировала материалы из других поворотных моментов в
ядерной истории. «Исторические предметы и материалы - это не
просто диковинка в шкафах для коллекционеров, но и настоящая
научная ценность», - говорит она.
[Фото: sciencenews.org]
