Nově objevený kvazikrystal – „pozoruhodný ve své složitosti“ – vytvořený prvním jaderným výbuchem v místě Trojice

Letecký pohled na Zemi nula 28 hodin po zkoušce trojice 16. července 1945. Jaderný výbuch vedl ke vzniku nově objeveného polokrystalu vytvořeného při sloučení okolního písku, zkušební věže a měděných přenosových vedení.

Objev nových materiálů by jednoho dne mohl zabránit šíření jaderných zbraní.

Nově objevený kvazi-krystal vytvořený prvním jaderným výbuchem v lokalitě Trinity v Novém Mexiku 16. července 1945 mohl někdy vědcům pomoci lépe porozumět nelegálním jaderným výbuchům a omezit šíření jaderných zbraní.

Vzorek červeného trinititu obsahuje polokrystalický

Obrázek červeného trojitého vzorku obsahujícího kvazikrystal. Uznání: Luca Bindi a Paul J Steinhardt.

Terry C. Wallace, emeritní ředitel Národní laboratoře v Los Alamos a spoluautor článku o objevu, zveřejněného včera v PNAS. Obvykle analyzujeme trosky a radioaktivní plyny, abychom pochopili, jak jsou vyráběny zbraně nebo materiály, které obsahují, ale tyto otisky prstů se zhoršují. Kvazi-krystal, který se tvoří na místě jaderného výbuchu, by nám pravděpodobně mohl sdělit nové typy informací – a budou tu navždy. „

Nově objevený materiál byl náhodně vytvořen při výbuchu prvního testu atomové bomby, který vyústil ve sloučení okolního písku, testovací věže a měděných přenosových vedení do skelné látky známé jako trinityit. Kvazikrystaly jsou zvláštní látka, která porušuje pravidla klasických krystalických materiálů. Látky jako cukr, sůl nebo křemen tvoří krystaly s periodickým uspořádáním: atomy jsou uspořádány ve vzoru, který se opakuje ve třech rozměrech. Semi-krystalické krystaly byly poprvé objeveny v 80. letech a mají atomovou strukturu svých základních prvků, ale vzor není cyklický. Kvazikrystalická, vytvořená explozí triády ve vzorku červeného trinititu, má 5násobnou rotační symetrii, což u normálního krystalu není možné. Skupina symetrie kvazi-krystalu je stejná jako skupina běžných 20stranných pevných látek známých jako hexahedral a chemie je dána vzorcem Si61S30Který – který7Fe2. Tento nový semikrystalický krystal je nyní nejstarším člověkem vyrobeným kvazikrystalickým krystalem se zjevným časovým údajem (jeho vznikem, místem objevu a radioaktivitou), což naznačuje jeho okamžik vzniku.

READ  Mohutná vnitřní kometa se na novém snímku jeví jako „krásná malá rozmazaná tečka“
Leštěný povrch pro semikrystalický vzorek

Kombinované rentgenové mapy leštěného povrchu studovaného vzorku indikující rozdíl chemického složení Ca-Si-Al. Uznání: Luca Bindi a Paul J Steinhardt.

„Kvazikrystaly se tvoří v extrémních prostředích, které se na Zemi vyskytují jen zřídka,“ řekl geofyzik Wallace. „Vyžaduje to traumatizující událost s intenzivním šokem, teplotou a tlakem. Obvykle to nevidíme, kromě něčeho tak dramatického, jako je jaderný výbuch.“ Termodynamické / rázové podmínky, za kterých byly kvazi-krystaly vytvořeny, jsou zhruba srovnatelné s těmi, které vytvořily přírodní krystaly objevené v meteoritu Khatyrka, které se datují nejméně stovky milionů let a možná se datují na začátek sluneční soustavy .

Kovová kapička obsahující semikrystalickou látku

Zpětně rozptýlený rastrovací elektronový mikroskop, obraz studované kovové kapičky obsahující kvazikrystalickou látku s vlastnostmi Cu, Cu2S a Si61Cu30Ca7Fe2. Uznání: Luca Bindi a Paul J Steinhardt

„Tento kvazikrystal je pozoruhodný svou složitostí – ale zatím nám nikdo neřekl, proč se vytvořil takto. Ale jednoho dne na to přijde vědec nebo inženýr, který nám sundá šupiny z očí a my mít termodynamické vysvětlení k jeho vytvoření. Doufám tedy, že můžeme tyto znalosti využít k lepšímu pochopení jaderných výbuchů a nakonec k získání úplnějšího obrazu toho, co představuje jaderná zkouška, “řekl Wallace.

Odkaz: „Náhodná syntéza dříve neznámého kvazikrystalu v prvním testu atomové bomby“ od Lucy Bindi, William Kolb, G. Sborník Národní akademie věd.
DOI: 10,1073 / pnas.2101350118

Článek byl napsán ve spolupráci s University of Florence, Italy, University of Massachusetts a California Institute of Technology and Univerzita Princeton.

You May Also Like

About the Author: Waldo Kemp

"Hrdý výtržník. Oceněný odborník na kávu. Hodně padá. Typický webový fanatik. Twitter geek."

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *