На территории первого ядерного испытания обнаружен уникальный кристалл

Фото из открытых источников

Первое ядерное испытание «Тринити» было проведено в 1945 году, но до сих пор продолжает удивлять, «подкидывая» исследователям сюрпризы. Недавно нестандартное кристаллическое соединение, никогда не встречавшееся раньше среди продуктов ядерных детонаций, нашли в красном тринитите. Это разновидность стекла, которое стало итогом того первого адского взрыва.

Как напомнила публикация на портале Phys.org, 16 июля 1945 года в пустыне Нью-Мексико проведено испытание устройства «Тринити». Температура в эпицентре оказалась более 1500 °C, а давление - выше атмосферного в десятки тысяч раз. Но следующим этапом стало столь же стремительное охлаждение. Результатом этих экстремальных трансформаций стало рождение нового материала тринитита. Чаще всего он существует в форме стекла зеленого цвета, сформированного из спекшегося песка, металла башни, где ждала своего часа бомба, и меди.

Но учёные сообщают и о существовании редкой формы, красного тринитита, обогащенного металлами из испарившихся конструкций, кабелей и приборов. В этих-то образцах и была обнаружена уникальная находка, эксперты назвали её «первым кристаллографически подтвержденным обнаружением клатрата I типа» в твердых продуктах ядерного взрыва. 

Вещество представляет собой кристаллическую решётку, функционирующую в роли микроскопической клетки и удерживающую внутри атомы другого вещества, такие как кремний, кальций, медь и немного железа. Вещество назвали клатратом Ca-Cu-Si I типа.

Любопытно, что до этого в богатой медью фракции красного тринитита отыскали икосаэдрический квазикристалл с максимально высоким содержанием кремния. Эксперты до сих пор не в состоянии разгадать его точную структуру, поскольку у образца слишком маленький размер и он представляет для науки высочайшую ценность.

Специалисты решили проверить, могут ли эти две экзотические структуры иметь единый механизм формирования. Они осуществили моделирование стабильности клатратных и квазикристаллических структур в условиях разного содержания меди.

Оказалось, что клатратная структура сохраняет стабильность лишь при малой концентрации меди — 10−11%. А её содержание в квазикристалле «Тринити» - около 21%, в таких условиях у решетки пропадает устойчивость, и она разрушается.

Получается, что оба материала существуют благодаря «застыванию» при переходе от хаоса взрыва к строгой упорядоченности твердого тела. В обычной лаборатории нельзя воспроизвести подобные условия. Поэтому такие редкие события как ядерные взрывы, удары молний, космические катастрофы, играют роль «естественных лабораторий».