×
Kövessen minket Facebook-on is!

Már követem az oldalt!
×

Az első atomrobbantáskor egy olyan különleges anyag jött létre, ami a természetben nem fordul elő

 

A Trinity-teszt nem csak addig elképzelhetetlen pusztítást okozott, a hatalmas hő és nyomás hatására keletkező egyedi szerkezetű kristály felépítését a tudósok csak most fejtették meg.

Normális esetben a kristályok meghatározott atomokból épülnek fel és szimmetrikusan ismétlődnek. A valódi kristályok tehát egyetlen elemi cella periodikus, elméletileg végtelen ismétlődésével leírhatók.

Ezzel szemben a kvázikristályokban az atomok ugyan rendezettek, de a mintázatuk nem ismétlődik, fizikailag a kristályokhoz hasonló elrendezést mutatnak, de nincsen olyan elemi egységük, amelyből maradéktalanul kirakhatók lennének. Így egyfajta átmenetet képeznek a kristályos szerkezetű anyagok és az amorf, üvegszerű anyagok között. A bennük látható furcsa aszimmetriát „tiltott szimmetriának” is nevezik.

1945. július 16-án robbantották fel a világ első atombombáját az Egyesült Államokban. A Trinity-teszt során az új-mexikói sivatagban 20 kilotonnás implóziós szerkezetű plutóniumbombát robbantották fel, melynek nyomán 11 500 méter magas gombafelhő emelkedett fel.

Az addig elképzelhetetlen pusztítás mellett azonban valami ismeretlen is keletkezett a robbanáskor: olyan kvázikristályok, amik megkérdőjelezik a fizika törvényeit.

Az IFL Science! tudományos magazin számolt be most arról a friss tanulmányról, ami bemutatja ezt az atomrobbanás során létrejövő új anyagot.

A kvázikristályok extrém nagy hőmérsékleten és nyomáson keletkeznek, eddig összesen két ilyen ásványt ismertek. Az ikozahedrit alumíniumból, rézből és vasból épül fel, ez volt az első elismert, természetesen előforduló kvázikristály 2010-ben. A második, a dekagonit pedig alumíniumot, nikkelt és vasat tartalmaz, és csak 2015-ben írták le.

Luca Bindi, a Firenzei Egyetem professzora, a kvázikristályok nemzetközi szakértője vezetésével készült a mostani publikáció is. A korábbi két ásványt a kutatásai alapján írták le egy Oroszországban talált meteorit darabjaiból. A 15 ezer éve becsapódó égitestben a kvázikristályok a kutató véleménye szerint aszteroidák összeütközésekor jöttek létre még a Naprendszer keletkezésekor. Ezek a hatások hasonlíthattak az atomrobbanásokra, a professzor ezért vizsgálta meg alaposan a Trinity-teszt során keletkező anyagokat.

Az 1945-ös teszt elvégzésekor az első atombombát egy 33 méter magas acélból épített torony tetején robbantották fel.

Az ekkor keletkező kráterben jött létre a zöldes színű, üvegszerű anyag, a trinitit.

A tudósok most modern képalkotó berendezések segítségével vizsgálták meg az üvegszerű anyagot, és azt találták, hogy a trinitit furcsa fémes foltokat tartalmaz, amik ismeretlen összetételű ikozaéderes szerkezetű kvázikristályokból állnak. A szilíciumot, rezet, kálciumot és vasat tartalmazó ásvány tudományos képlete mutatja, hogy meglehetősen összetett ásványról beszélünk: Si61Cu30Ca7Fe2

A zöldes színű trinitit háttérvilágítással, látható, ahogyan a fény áthatol az üveges szerkezetű anyagon (Fotó: Wikipédia)

Eddig kvázikristályokat csak meteoritban találtak, vagy laborban állítottak elő, ez az első példa arra, hogy a természetben, atombomba-robbanás hatására keletkeztek.

Az új kvázikristály szerkezete is igazán különleges. Két, három és öt értékű szimmetriatengelye is van, ezzel a formával pedig nem illeszthető be a kristályok normálisan előforduló szimmetria szabályai közé.

Címlapfotó: Egy holmiumból, magnéziumból és cinkből álló kvázikristály modellje (Fotó: Wikipédia)