Прошло исследование: первый в мире ядерный взрыв создал «невозможный» кристалл

Исследователи продолжают изучать последствия первого ядерного взрыва, проведенного 16 июля 1945 года в американском штате Нью-Мексико. В породе, возникшей в эпицентре испытания «Тринити», они выявили кристаллическую структуру, которая не могла бы сформироваться в обычных земных условиях, сообщает Proceedings of the National Academy of Sciences.

Речь идет о материале, образовавшемся после подрыва плутониевого имплозивного заряда, известного как «Гаджет». Научная группа под руководством Луки Бинди из Флорентийского университета установила, что кратковременные экстремальные условия ядерного взрыва способны создавать твердые фазы, которые недоступны при стандартных способах синтеза.

В образце красного тринитита специалисты обнаружили ранее неизвестный кубический клатрат первого типа. Он состоит из силиката кальция и меди. По данным авторов работы, это первое кристаллографически подтвержденное соединение такого типа, найденное среди продуктов ядерного взрыва.

Рекомендуем также:

1. Обычный яблочный пирог уже никто не хочет: этот десерт с малиной и кремовой текстурой сводит с ума
2. Эта копеечная жидкость творит чудеса с растениями: как правильно применять перекись водорода для подкормки

В момент детонации выделилась энергия, эквивалентная 21 килотонне тротила. Взрыв испарил 30-метровую стальную башню, медные кабели и измерительное оборудование. Огненный шар расплавил металл, асфальт и песок пустыни, после чего поднял эту массу в грибовидное облако.

При быстром охлаждении расплавленная смесь превратилась в стекловидное вещество, получившее название тринитит. В этой породе та же группа ученых ранее, в 2021 году, уже находила необычный квазикристалл. Теперь рядом с ним исследователи выявили клатрат — особую решетку с «клетками» из атомов, внутри которых могут удерживаться другие атомы.

Неорганические клатраты встречаются крайне редко, поскольку для их появления нужны очень необычные условия. Во время испытания «Тринити» они возникли лишь на мгновение: ударное воздействие, температура выше 1500 градусов Цельсия и давление от 5 до 8 гигапаскалей, которое затем резко снизилось.

Из-за стремительного падения давления и быстрого охлаждения атомы оказались закреплены в нестандартном положении. В результате материал стал своеобразным минералогическим отпечатком момента взрыва.

Ученые применили рентгеновскую дифракцию и математическое моделирование. После этого они пришли к выводу, что клатрат и квазикристалл, найденные рядом друг с другом, образовались независимо. Несмотря на близкий состав с участием кремния, меди и следов железа, высокая концентрация меди исключает их взаимное превращение.

Авторы исследования считают, что такие работы помогают лучше понимать последствия ядерных испытаний. Кроме того, они могут быть полезны для криминалистического анализа мест взрывов.

В более широком смысле редкие высокоэнергетические события, включая удары молний и скоростные столкновения, ученые рассматривают как природные лаборатории. В них могут возникать неожиданные кристаллические вещества, которые невозможно получить в спокойных условиях.

Рекомендуем также:

1. Беляши отдыхают в сторонке: заливной пирог на кефире с сочным фаршем исчезает со стола моментально
2. Пырей исчезает без следа за считаные дни: смесь соли, уксуса и мыла очищает грядки лучше дорогой химии
3. Этот торт затмил даже легендарный «Наполеон»: сметана, вишня и сгущёнка творят настоящую магию без коржей