Nově objevený kvazikrystal – „velký ve své složitosti“ – byl vytvořen prvním jaderným výbuchem v lokalitě Trojice

Letecký pohled na zem nula 28 hodin po zkoušce trojice 16. července 1945. Jaderný výbuch vytvořil nově objevený kvazikrystal, který vznikl spojením okolního písku, zkušební věže a měděných přenosových vedení.

Objev nového materiálu by jednoho dne mohl přispět k nešíření jaderných zbraní.

Nově objevený kvazikrystal vytvořený prvním jaderným výbuchem 16. července 1945 v Trinity Site v Novém Mexiku by jednoho dne mohl vědcům pomoci lépe porozumět nelegálním jaderným výbuchům a omezit šíření jaderných zbraní.

Vzorek červeného trinititu s kvazikrystalem

Obrázek červeného trinititového vzorku obsahujícího kvazikrystal. Fotografický kredit: Luca Bindi a Paul J. Steinhardt.

„Abychom porozuměli jaderným zbraním jiných zemí, musíme mít jasnou představu o jejich programech jaderného testování,“ řekl Terry C. Wallace, emeritní ředitel Národní laboratoře Los Alamos a spoluautor článku o objevu zveřejněném včera PNAS. “Obvykle analyzujeme radioaktivní úlomky a plyny, abychom pochopili, jak byly zbraně postaveny nebo z jakých materiálů byly vyrobeny, ale těmto podpisům vyprší platnost.” Kvazikrystal, který se tvoří na místě jaderného výbuchu, nám může potenciálně poskytnout nové typy informací – a budou existovat navždy. “

Nově objevený materiál byl náhodně vytvořen při výbuchu prvního testu atomové bomby, který roztavil okolní písek, zkušební věž a měděné přenosové vedení do sklovitého materiálu zvaného trinitit. Kvazikrystaly jsou exotické materiály, které porušují pravidla klasických krystalických materiálů. Materiály jako cukr, sůl nebo křemen tvoří krystaly s takzvaným periodickým řádem: atomy jsou uspořádány ve vzoru, který se opakuje ve třech rozměrech. Kvazikrystaly, poprvé objevené v 80. letech, mají atomovou strukturu složek, ale vzor není periodický. Kvazikrystal vytvořený explozí Trojice ve vzorku červeného trinititu má pětinásobnou rotační symetrii, která není v přírodním krystalu možná. Symetrická skupina kvazikrystalu je stejná jako u běžné 20stranné pevné látky známé jako dvacetistěn a chemie je dána vzorcem Si61S30The7.Fe2. Tento nový kvazikrystal je nyní nejstarší známý umělý kvazikrystal s nezaměnitelným časovým razítkem (díky svému složení, místu objevu a radioaktivitě), které ukazuje čas jeho vzniku.

Leštěný povrch vzorku kvazikrystalů

Kombinované rentgenové mapy leštěného povrchu zkoumaného vzorku, ukazující rozdíly v chemickém složení Ca-Si-Al. Fotografický kredit: Luca Bindi a Paul J. Steinhardt.

„Kvazikrystaly se tvoří v extrémních prostředích, která jsou na Zemi vzácná,“ řekl geofyzik Wallace. “Vyžadují traumatizující událost s extrémním šokem, extrémní teplotou a extrémním tlakem.” Obvykle to nevidíme, až na něco tak dramatického, jako je jaderný výbuch. “Termodynamické / rázové podmínky, za kterých se tento kvazikrystal vytvořil, jsou zhruba srovnatelné s těmi, které vytvořily přírodní kvazikrystaly objevené v meteoritu Khatyrka, který se datuje nejméně stovky milionů let a možná i na počátek sluneční soustavy.”

Kovové kapičky s kvazikrystaly

Zpětně rozptýlený obraz skenovaného elektronového mikroskopu zkoumané kovové kapičky obsahující kvazikrystal s vyznačenými vlastnostmi Cu, Cu2S a Si61Cu30Ca7Fe2. Fotografický kredit: Luca Bindi a Paul J. Steinhardt

“Tento kvazikrystal je skvělý ve své složitosti – ale nikdo nám nemůže říci, proč byl vytvořen tímto způsobem.” Jednoho dne to však vědec nebo inženýr zjistí a váhy se zvednou z našich očí a my budeme mít termodynamické vysvětlení, jak byly vytvořeny. Pak, doufejme, můžeme tyto znalosti použít k lepšímu pochopení jaderných výbuchů a nakonec k získání ucelenějšího obrazu o tom, co je to jaderný test, “řekl Wallace.

Odkaz: „Náhodná syntéza dříve neznámého kvazikrystalu v prvním testu atomové bomby“ od Lucy Bindiho, Williama Kolba, G. Nelsona Ebyho, Paula D. Asimowa, Terryho C. Wallace a Paula J. Steinhardta, 17. května 2021, Postup Národní akademie věd.
DOI: 10,1073 / pnas.2101350118

Článek byl vyroben ve spolupráci s italskou univerzitou, univerzitou v Massachusetts a společností Caltech Univerzita Princeton.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Nástroj Nový nástroj určený k podpoře vývoje a vývoje automobilových vozidel

Schematický vnitřní provoz elektrod v palivovém článku և kapacita základních parametrů. Půjčka:Heinz a kol., 2021: Široké používání tradičních vozidel na vodíkový pohon nad tradičními...

Identifikace velmi počátečních kroků, které vedou k rozvoji rakoviny

Konfokální mikrofotografie tenkého střeva myši pomocí technologie Red2Onco. S Red2Onco můžete označit onkogenní mutantní klony (červené klony) a běžné nebo divoké klony (žluté...

Neandertálci a raná moderní lidská kultura koexistovali vedle starších tradic již více než 100 000 let

Výzkum Fakulty antropologie a ochrany na University of Kent zjistil, že jedna z prvních kultur kamenných nástrojů známá jako Acheulean trvala pravděpodobně o desítky...

Snadná věda: co jsou sterilní neutrina?

Sterilní neutrina jsou speciální typ neutrin, který byl navržen k vysvětlení některých neočekávaných experimentálních výsledků, ale nakonec nebyl objeven. Vědci je hledají v...

Newsletter

Subscribe to stay updated.