Τι άφησε πίσω της η πρώτη ατομική βόμβα: Η ανακάλυψη ενός άγνωστου κρυστάλλου 80 χρόνια μετά

Επιμέλεια:  Κωνσταντίνα Βεργώνη
Τι άφησε πίσω της η πρώτη ατομική βόμβα: Η ανακάλυψη ενός άγνωστου κρυστάλλου 80 χρόνια μετά
Ανακαλύψτε περισσότερα άρθρα στα αποτελέσματα αναζήτησης.
Προσθήκη του gazzetta.gr στην Google
Ογδόντα χρόνια μετά την πρώτη πυρηνική δοκιμή Trinity, επιστήμονες εντόπισαν έναν άγνωστο κρύσταλλο μέσα στα υπολείμματα της έκρηξης.

Περισσότερα από 80 χρόνια μετά τη δοκιμή Trinity, την πρώτη πυρηνική έκρηξη στην ιστορία στην έρημο του Νέου Μεξικού, οι επιστήμονες εξακολουθούν να ανακαλύπτουν νέα στοιχεία μέσα στα παραμορφωμένα κατάλοιπά της, σύμφωνα με το επιστημονικό περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Αναλύοντας υλικό που δημιουργήθηκε κατά την έκρηξη, ερευνητές εντόπισαν μια κρυσταλλική δομή τύπου clathrate (κλαθρικό σύμπλοκο), με χαρακτηριστική μορφή «κλωβού». Πρόκειται για την πρώτη επιβεβαιωμένη περίπτωση όπου ένα τέτοιο υλικό σχηματίστηκε από τις ακραίες συνθήκες μιας πυρηνικής έκρηξης.

Η έκρηξη που άλλαξε την ιστορία

Στις 16 Ιουλίου 1945, στο πλαίσιο του Manhattan Project, μια βόμβα πλουτωνίου πυροδοτήθηκε στην έρημο του Νέου Μεξικού, η ισχύς της αντιστοιχούσε σε περίπου 21 κιλοτόνους ΤΝΤ. Η έκρηξη εξαέρωσε τα πετρώματα και τις μεταλλικές κατασκευές στο σημείο μηδέν, ενώ παρέσυρε τεράστιες ποσότητες άμμου της ερήμου. Κάτω από θερμοκρασίες και πιέσεις δεκάδων χιλιάδων ατμοσφαιρών, η λιωμένη άμμος, ο πηλός, τα μέταλλα από τον μεταλλικό πύργο ύψους 30 μέτρων και οι χάλκινες καλωδιώσεις ενώθηκαν και, καθώς ψύχθηκαν, σχημάτισαν ένα γυάλινο υλικό γνωστό ως τρινιτίτης (trinitite).

Όπως συμβαίνει με τον μυθικό συγγενή του, τον κρυπτονίτη, έτσι και ο τρινιτίτης εμφανίζεται σε διαφορετικές μορφές. Η πιο συνηθισμένη είναι η πράσινη, ενώ υπάρχει και μια κόκκινη εκδοχή, πλουσιότερη σε μέταλλα λόγω του χαλκού από τα καλώδια και τις μεταλλικές κατασκευές που περιέβαλλαν τη βόμβα. Παλαιότερα, κομμάτια τρινιτίτη αποτελούσαν δημοφιλές αναμνηστικό για τους επισκέπτες της ιστορικής περιοχής. Σήμερα, προσελκύουν το ενδιαφέρον των επιστημόνων, οι οποίοι προσπαθούν να κατανοήσουν τις μοναδικές χημικές διεργασίες που αναπτύσσονται κάτω από ακραίες συνθήκες. Το 2021, ομάδα με επικεφαλής τον γεωλόγο Luca Bindi από το Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας είχε εντοπίσει σε δείγματα κόκκινου τρινιτίτη έναν νέο τύπο εικοσαεδρικού οιονεί κρυστάλλου (quasicrystal).

 

Ο νέος κρύσταλλος σχηματίστηκε μέσα σε μια στιγμή

Με τη βοήθεια περίθλασης ακτίνων Χ και ηλεκτρονικής μικροανάλυσης, η ίδια ερευνητική ομάδα εντόπισε τώρα ακόμη ένα άγνωστο υλικό, μέσα σε σταγονίδια πλούσια σε χαλκό του κόκκινου τρινιτίτη, πολύ κοντά στο σημείο όπου είχε βρεθεί ο προηγούμενος οιονεί κρύσταλλος. «Αναφέρουμε την ανακάλυψη ενός έως τώρα άγνωστου clathrate τύπου Ι από ασβέστιο, χαλκό και πυρίτιο, που σχηματίστηκε κατά τη διάρκεια της πυρηνικής δοκιμής Trinity. Πρόκειται για την πρώτη κρυσταλλογραφικά επιβεβαιωμένη εμφάνιση clathrate μεταξύ των στερεών προϊόντων μιας πυρηνικής έκρηξης», αναφέρουν οι ερευνητές στη μελέτη τους.

Τα clathrate είναι ενώσεις που απαντώνται στη φύση και μπορούν να παγιδεύουν άλλα υλικά μέσα στη δομή τους, η οποία μοιάζει με κλωβό. Επειδή τόσο αυτά όσο και ο οιονεί κρύσταλλος αποτελούνται από στοιχεία που υπήρχαν στην άμμο της ερήμου και στον μεταλλικό πύργο, οι ερευνητές θεώρησαν πιθανό ότι δημιουργήθηκαν ταυτόχρονα κατά την έκρηξη. «Καθώς τόσο το clathrate όσο και ο οιονεί κρύσταλλος αποτελούνται από στοιχεία που βρίσκονταν είτε στην άμμο της ερήμου είτε στον μεταλλικό πύργο, είναι προφανές ότι και τα δύο σχηματίστηκαν κατά την έκρηξη», σημειώνουν.

Δημιουργήθηκε μέσα σε κλάσματα του δευτερολέπτου

Υπολογιστικά μοντέλα έδειξαν ότι ο νέος κρύσταλλος θα μπορούσε να είναι σταθερός μόνο με περιεκτικότητα χαλκού περίπου 10%, σημαντικά χαμηλότερη από το 21% που μετρήθηκε στο δείγμα του τρινιτίτη. Αυτό σημαίνει ότι οι κρυσταλλικές δομές σχηματίστηκαν μέσα στα ελάχιστα κλάσματα του δευτερολέπτου κατά τα οποία οι θερμοκρασίες και οι πιέσεις εκτοξεύτηκαν και στη συνέχεια μειώθηκαν.

«Τα ευρήματα αποκλείουν μια απλή δομική ερμηνεία του οιονεί κρυστάλλου της Trinity με βάση τα clathrate και υπογραμμίζουν τη διαφορετική φύση των φάσεων πλούσιων σε πυρίτιο που δημιουργούνται κάτω από ακραίες συνθήκες», καταλήγουν οι ερευνητές.

ΤΙ ΔΙΑΒΑΖΕΤΑΙ

Φόρτωση BOLM...