Megdöbbentő dolgot találtak az atomrobbanás helyszínén

Illusztráció

Szokatlan dolgokat hozott létre a világ első atombombájának felrobbantása az új-mexikói sivatagban: olyan kvázikristályokat, amiket még nem láttak a szakemberek.

1945. július 16-án reggel 5 óra 29 perckor Új-Mexikó államban a történelem egy új, rémisztő fejezete nyílt meg; ekkor robbantották fel a Trinity-teszt keretében az első atombombát, a Szerkentyűt (Gadget). A robbanás során 21 kilotonna TNT-nek megfelelő energia szabadult fel, a bomba erejétől az azt tartó acéltorony teljesen szétporladt, és az óriási hő nyomán egy zöld üveg, ún. trinitit keletkezett.

Évtizedekkel később a tudósok megfigyelték, hogy az egyik trinititben a kvázikristály egy igen ritka, lehetetlennek gondolt formája van jelen.

A kvázikristályok olyan szélsőséges környezetben jönnek létre, amelyek a Földön ritkán tapasztalhatók"

- magyarázta Terry Wallace geofizikus a Los Alamos Nemzeti Laboratórium munkatársa.

Keletkezésükhöz extrém sokkhatással, hőmérséklettel és nyomással járó eseményre van szükség. Ilyen például egy nukleáris robbanás."

A legtöbb kristály, a hétköznapi asztali sótól a legkeményebb gyémántig, ugyanannak a szabálynak engedelmeskedik: atomjaik rácsszerkezetben helyezkednek el, amely a háromdimenziós térben ismétlődik. A kvázikristályok megszegik ezt a szabályt, esetükben az atomok elrendeződésének mintázata nem ismétlődik.

Amikor 1984-ben a kutatók először kezdtek foglalkozni a kérdéssel, sokan lehetetlen koncepciónak gondolták; a kristályok vagy rendezettek vagy rendezetlenek, átmenet pedig nem létezik. Aztán az elméletet a kvázikristályok alaposabb megismerése cáfolta. Kvázikristályokat eddig főként meteoritok belsejében azonosítottak, nem véletlenül, hiszen a becsapódások során tapasztalható extrém hő és nyomás ideális környezetet teremt keletkezésükhöz. Laboratóriumi előállításukat a közelmúltban sikerült megoldani.

Mivel ismert, hogy a kvázikristályok keletkezéséhez szélsőséges körülményekre van szükség, az olasz Firenzei Egyetem geológusa, Luca Bindi által vezetett tudóscsoport úgy döntött, hogy közelebbről megvizsgálja a trinititet. Bindi nem a zöld, hanem a trinitit vörös formáját vette alaposan szemügyre. A trinitit vörös színárnyalatát az atomrobbanás helyszínén lévő rézkábelek adták, amik a hőmérséklet hatására beszennyezték a keletkező anyagot.

Illusztráció Forrás: AFP

Pásztázó elektronmikroszkópiával és röntgendiffrakcióval hat kis mintát elemeztek a vörös trinitből.

Végül az egyik mintában találtak egy apró, 20 oldalú, szilíciumból, rézből, kalciumból és vasból álló szemcsét, amely a hagyományos kristályokban lehetetlen ötszörös forgási szimmetriával rendelkezik.

"Ez a kvázikristály csodálatos a maga komplexitásában, de még senki sem tudja megmondani, miért alakult ki így" - magyarázta Wallace, aki szerint a felfedezéssel a nukleáris robbanások természetét és hatásait is részletesebben meg lehet ismerni. Emellett a kvázikristályok további természetes keletkezési útjai is feltárhatók lesznek, illetve kvázikristályok leplezhetik le a titokban folytatott nukleáris teszteket is.