A világ első mesterséges nukleáris robbanása egy új ásványt hozott létre

1945. július 16-án hajnali 5 óra 29 perckor Új-Mexikó államban vette kezdetét a történelem legújabb és mindmáig tartó fejezete, az atomkor.

Az Egyesült Államok hadserege ugyanis felrobbantotta a Gadget néven ismert plutónium alapú bombát – ez volt a világ legelső atomfegyver-tesztje, amelyet Trinity-tesztként is ismernek. Ez volt az a pillanat, ami örökre megváltoztatta az ezután következő háborúkat és egy csapásra átírta az egész bolygó geopolitikai viszonyait.

A 21 kilotonna TNT-nek megfelelő energia másodpercek alatt elpárologtatta a 30 méteres teszttornyot és a kilométeres rézvezetékeket, amelyek összekötötték a megfigyelő berendezésekkel. Az így létrejövő tűzgolyó a tornyot és a rezet az aszfalttal és sivatagi homokkal összeolvasztotta egy zöld, üvegszerű anyaggá – így jött létre egy új, trinitit nevű ásvány.

A tudósok csak évtizedekkel később fedezték fel, hogy ez bizony egy úgynevezett kvázikristály, és amelyről valaha úgy hitték, hogy a Földön nem fordulhat elő.

Terry Wallace, a Los Alamos Nemzeti Laboratórium geofizikusa 2021-ben magyarázta: „A kvázikristályok olyan szélsőséges környezetben keletkeznek, amely igen ritkán áll elő a Földön.”

“Olyan traumatikus eseményre van szükség a kialakulásukhoz, amely extrém sokkal, hőmérséklettel és nyomással jár. Ez általában nem jön létre a bolygó felszínének közelében, kivéve egy olyan drámai eseményt, mint mondjuk egy nukleáris robbanás.”

A legtöbb kristály, a konyhasótól kezdve a legkeményebb gyémántokig ugyanannak a szabálynak engedelmeskedik: atomjaik egy rácsszerkezetben helyezkednek el, amely a háromdimenziós térben ismétlődik. A kvázikristályok megszegik ezt a szabályt – az atomjaik elrendezésének mintája nem ismétlődik.

Amikor ez a tétel, miszerint létezhet egy ilyen anyag, 1984-ben először megjelent a tudományos világban, lehetetlennek tartották: a kristályok vagy rendezettek, vagy rendezetlenek voltak, és nem volt közöttük átmenet. Aztán mégis találtak ilyeneket: előállították laboratóriumi körülmények között, illetve a Földre hullott meteoritokban, amelyeket elképesztő termodinamikai sokk ért a hipersebességű becsapódás során.

Tudva, hogy extrém körülmények szükségesek a kvázikristályok előállításához, Luca Bindi, az olaszországi Firenzei Egyetem geológusa által vezetett tudóscsoport úgy döntött, hogy közelebbről is megvizsgálja a trinititet.

Bár a kvázikistályok messze nem nem gyakoriak, elég sokat láttunk ahhoz, hogy tudjuk, hogy hajlamosak fémeket magukba építeni, ezért a csapat vörös színt keresett a zöld trinititben, amelynek árnyalatát az elpárologtatott rézhuzaloknak kellett adniuk.

Olyan technikák alkalmazásával, mint a pásztázó elektronmikroszkóp és a röntgendiffrakció, hat kis vörös mintát elemeztek. Végül megtalálták – egy apró, 20 oldalú szilícium-, réz-, kalcium- és vasszemcsét, amelynek ötszörös forgásszimmetriája a hagyományos kristályokban lehetetlen.

“Ez a kvázikristály csodálatos a maga összetettségében – de még senki sem tudja megmondani, miért alakult így ki” – magyarázta Wallace 2021-ben, amikor a csapat kutatását közzétették.

“De egy nap egy tudós vagy mérnök rájön erre, és meglesz a termodinamikai magyarázat a keletkezésére. Aztán remélem, felhasználhatjuk ezt a tudást a nukleáris robbanások jobb megértésére, hogy mit jelent egy atomkísérlet.”

Ez a felfedezés a legrégebbi ismert antropogén kvázikristály, és azt sugallja, hogy a kvázikristályok kialakulásának más természetes útjai is létezhetnek. Például a villámcsapások által létrehozott olvadt homok fulguritjai és a meteorbecsapódási helyekről származó anyagok egyaránt kvázikristályok forrásai lehetnek.

Ez is érdekes lehet:

Új atomhatalom születik: már három robbanófejet is tudnak gyártani, őket vehetik célba

Ez a térkép megmutatja, mekkora része tűnne el Magyarországnak az egyes atomfegyverek bevetése után