Первый в мире ядерный взрыв выковал «невообразимый» кристалл

Ученые обнаружили в тринитите, образовавшемся после первого в мире ядерного испытания «Тринити», ранее неизвестный кристалл. Речь идет о клатрате силиката кальция и меди, который появился в экстремальных условиях взрыва, сообщает The Sun.

Испытание «Тринити» армия США провела 16 июля 1945 года в Нью-Мексико. В ходе взрыва было подорвано плутониевое имплозионное устройство, известное как «Гаджет». Это стало первым испытанием ядерной бомбы в истории.

Мощность взрыва составила около 21 килотонны в тротиловом эквиваленте. Он испарил 30-метровую испытательную башню, а также окружающую медную инфраструктуру, включая кабели и приборы, которые использовались для регистрации данных.

Огненный шар сплавил металл, асфальт и песок пустыни. В результате образовалось стекловидное вещество, которое позднее получило название тринитит.

Именно в красной разновидности тринитита исследователи ранее находили необычные структуры. В 2021 году группа под руководством геолога Луки Бинди из Флорентийского университета уже выявила в таком материале квазикристалл, содержащий элементы башни, кабелей и измерительного оборудования.

Теперь ученые обнаружили рядом с ним другой необычный объект — клатрат. Так называют кристаллическую структуру, в которой атомы образуют подобие клеточной решетки и могут удерживать внутри другие атомы.

Неорганические клатраты редко встречаются в природе, поскольку для их формирования нужны особые условия. Во время взрыва «Тринити» они возникли на короткое время: материал подвергся мощному ударному воздействию, температуре выше 1500 градусов Цельсия и давлению от 5 до 8 гигапаскалей, после чего быстро охладился.

Такой резкий переход позволил атомам в тринитите выстроиться в необычные конфигурации и закрепиться в них. Поэтому материал фактически сохранил минералогический след кратковременных температурных и барометрических условий, возникших при детонации.

Клатрат выявили во время анализа образца красного тринитита. С помощью рентгеновской дифракции ученые нашли в нем каплю, богатую медью, а затем установили необычное расположение атомов.

Речь идет о кубическом клатрате первого типа. В его структуре «клетки» из атомов кремния удерживают отдельные атомы кальция, а также содержат следы меди и железа.

Исследователи предположили, что найденный клатрат может быть связан с квазикристаллом, поскольку обе структуры появились в одном образце и имели сходный состав. Однако математическое моделирование показало, что в данном случае квазикристалл, вероятно, не образовался из клатрата: для такого пути концентрация меди оказалась слишком высокой.

Поэтому авторы пришли к выводу, что две разные кристаллические фазы возникли независимо друг от друга из одних и тех же материалов в одних и тех же экстремальных условиях.

Такие исследования могут помочь лучше понять последствия ядерных испытаний. Кроме того, они могут быть полезны для разработки криминалистических методов анализа мест, где происходили подобные взрывы.

Авторы также отмечают, что редкие высокоэнергетические события, включая ядерные взрывы, удары молнии и высокоскоростные столкновения, могут служить естественными лабораториями для появления неожиданных кристаллических веществ.

Рекомендуем также:

1. Эти «Пеньки» затмили обычные бутерброды: готовлю даже на завтрак — быстро, сытно и очень красиво
2. Душевное спокойствие начинается с простых истин: мудрый Омар Хайям еще века назад дал ответ, как жить без тревог
3. 2026 станет роковым рубежом: астролог назвала знак, которому придется пройти через судьбоносные события
4. Водители сами привлекают инспекторов: пять ошибок, после которых машину почти всегда останавливают
5. Душевное спокойствие начинается с простых истин: мудрый Омар Хайям еще века назад дал ответ, как жить без тревог