Στις 5:29 π.μ. στις 16 Ιουλίου 1945, η πρώτη πυρηνική έκρηξη στον κόσμο στο Νέο Μεξικό εισήγαγε την ανθρωπότητα σε μια επικίνδυνη νέα εποχή.
Η έκρηξη, γνωστή ως πυρηνική δοκιμή Trinity, εξάτμισε τη γύρω έρημο, δημιουργώντας κάτι απίστευτο.
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η φρίκη αυτής της πυρηνικής έκρηξης δημιούργησε έναν «αδύνατο» κρύσταλλο.
Οι ερευνητές λένε ότι αυτή η παράξενη ουσία δεν μοιάζει με τίποτα άλλο στον πλανήτη και είναι η πρώτη που δημιουργήθηκε από πυρηνική έκρηξη.
Κατά τη διάρκεια της δοκιμής Trinity, οι μηχανικοί του Manhattan Project πυροδότησαν μια συσκευή έκρηξης πλουτωνίου γνωστή απλώς ως «The Gadget».
Η ενέργεια που απελευθερώθηκε ισοδυναμούσε με 21.000 τόνους TNT και διέλυσε αμέσως τον πύργο δοκιμών των 98 ποδιών (30 μέτρα) και την υποδομή από χαλκό.
Η πυρηνική βολίδα συγκρούστηκε με πύργους, όργανα μέτρησης και άμμο της ερήμου και κατακρήμνισε λιωμένες σταγόνες ενός εντελώς νέου ορυκτού γνωστό ως τρινίτη.
Κάποτε βραβευόταν ως νοσηρό σουβενίρ, οι επιστήμονες ανακάλυψαν τώρα ότι αυτό το παράξενο ορυκτό έχει κρυσταλλικές δομές που δεν θα μπορούσαν ποτέ να σχηματιστούν στη Γη.
Οι επιστήμονες λένε ότι τα ατομικά πειράματα Trinity έχουν δημιουργήσει έναν νέο τύπο κρυστάλλου μέσα στο ατομικό γυαλί, γνωστό ως τρινίτη.
Η έντονη θερμότητα και η γρήγορη ψύξη που δημιουργήθηκαν από το πείραμα Trinity παρήγαγαν μια κρυσταλλική δομή που διαφορετικά δεν θα μπορούσε να δημιουργηθεί στη Γη και δεν θα μπορούσε καν να αναπαραχθεί στο εργαστήριο.
Σε μια νέα εργασία που δημοσιεύτηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences, οι ερευνητές ερεύνησαν τους κρυστάλλους που σχηματίζονται μέσα σε μια ιδιαίτερα σπάνια κόκκινη μορφή τρινιτίτη, η οποία έχει ίχνη μετάλλου από πύργους και εργαλεία.
Μέσα σε ένα κομμάτι κόκκινου τρινίτη, οι ερευνητές αποκάλυψαν έναν τύπο κρυσταλλικής δομής που ονομάζεται clathrate.
Αποτελούνται από άτομα πυριτίου διατεταγμένα σε ένα πλέγμα που μοιάζει με κλουβί, με το καθένα να παγιδεύει ένα άτομο ασβεστίου μέσα.
Αυτές οι δομές είναι πολύ ιδιαίτερες γιατί απαιτούν πολύ συγκεκριμένες συνθήκες για να σχηματιστούν και σπάνια βρίσκονται στη φύση.
Ο συν-συγγραφέας καθηγητής Michael Widom του Πανεπιστημίου Carnegie Mellon είπε στη Daily Mail: «Η δύναμή τους είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή που μπορεί να σχηματιστεί σε φυσικές θερμοκρασίες και πιέσεις».
Ο καθηγητής Widom πρόσθεσε ότι «είναι απίθανο να σχηματιστούν ακόμη και σε εργαστήριο».
Οι κρύσταλλοι σχηματίζονται συνήθως σε σταθερά περιβάλλοντα, όπως μεγάλοι, νιφάδες κρύσταλλοι αλατιού που σχηματίζονται στο νερό καθώς αυτό εξατμίζεται αργά.
Ωστόσο, τα εξαιρετικά γρήγορα κρούσεις μπορούν μερικές φορές να παράγουν πολύ ασυνήθιστους κρυστάλλους που δεν μπορούν να φανούν αλλού.
Οι κρύσταλλοι είναι ένας τύπος δομής που ονομάζεται clathrate, το οποίο είναι ένα πλέγμα ατόμων που μοιάζει με κλουβί με ένα άλλο άτομο παγιδευμένο μέσα.
Ο επικεφαλής συγγραφέας Dr Luca Bindi, από το Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας, δήλωσε στην Daily Mail: «Οι clathrates που ανακαλύψαμε σχηματίστηκαν σε ένα εξαιρετικά μη ισορροπημένο περιβάλλον που περιλαμβάνει ακραίες θερμοκρασίες, υψηλές πιέσεις, γρήγορη ψύξη και ένα πολύ ασυνήθιστο χημικό μείγμα πλούσιο σε πυρίτιο, χαλκό και ασβέστιο.
«Στη Γη, τέτοιες καταστάσεις είναι εξαιρετικά σπάνιες, αλλά μπορεί να συμβούν έκτακτα γεγονότα όπως πυρηνικές εκρήξεις, κεραυνοί ή κρούσεις μετεωριτών».
Οι θερμοκρασίες πιθανότατα ξεπέρασαν τους 1.500 °C και οι πιέσεις έφτασαν αρκετά γιγαπασκάλ, ενώ μεγάλες ποσότητες άμμου της ερήμου και χαλκού από την υποδομή του πύργου εξατμίστηκαν και συγχωνεύτηκαν.
Στη συνέχεια, το υλικό ψύχεται πολύ γρήγορα, με αποτέλεσμα οι κρύσταλλοι να σχηματιστούν σε μια πολύ ασυνήθιστη διάταξη.
Ο καθηγητής Bindi είπε: «Μια κατά τα άλλα απροσπέλαστη πυρηνική ρύθμιση ουσιαστικά «παγώθηκε» προτού η πυρηνική έκρηξη τη μετατρέψει σε μια πιο σταθερή φάση.
Αυτό σημαίνει ότι το Trinitite είναι ουσιαστικά μια στιγμή παγωμένη στο χρόνο, κλειδώνοντας ένα στιγμιότυπο από τις σύντομες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης μέσα στην έκρηξη.
Αυτές οι μοναδικές ιδιότητες είναι που κάνουν αυτά τα ασυνήθιστα ορυκτά έναν θησαυρό για τους ορυκτολόγους.
Ο καθηγητής Bindi αποκαλεί τις ακραίες πυρηνικές εκρήξεις, τις κρούσεις μετεωριτών και τους κεραυνούς «φυσικά εργαστήρια» για την εύρεση προηγουμένως άγνωστων ορυκτών.
Το clathrate που μιμείται η έκρηξη της τριάδας είναι ένα κλουβί με άτομα πυριτίου που παγιδεύουν ένα άτομο ασβεστίου μέσα. Οι ερευνητές λένε ότι η κατασκευή ήταν «παγωμένη» κατά τη διάρκεια της έκρηξης
Αν και αυτή η ανακάλυψη είναι πιο σημαντική από βασική επιστημονική άποψη, μπορεί να ανοίξει την πόρτα σε πιο πρακτικές καινοτομίες.
Ο καθηγητής Bindi εξήγησε ότι τα clathrates παρουσιάζουν «μεγάλο ενδιαφέρον» για τους επιστήμονες επειδή παρουσιάζουν ασυνήθιστες θερμικές και ηλεκτρικές ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένης της υπεραγωγιμότητας και της αποτελεσματικής θερμοηλεκτρικής συμπεριφοράς.
Η ανακάλυψη αυτού του νέου τύπου κρυστάλλου θα μπορούσε να βοηθήσει στην αναζήτηση πιο χρήσιμων υλικών.
Ο καθηγητής Bindi πρόσθεσε: «Ευρύτερα, η έρευνα δείχνει ότι τα ακραία περιβάλλοντα μπορούν να δημιουργήσουν νέες δομές που οι συμβατικές μέθοδοι σύνθεσης μπορεί να χάνουν, ανοίγοντας πιθανώς το δρόμο σε μια εντελώς νέα κατηγορία λειτουργικών υλικών.
