Πριν από ογδόντα χρόνια, στις 5:29 π.μ. το πρωί της 16ης Ιουλίου 1945, στην πολιτεία του Νέου Μεξικού, γράφτηκε ένα τρομερό κομμάτι της ιστορίας. Η ηρεμία στην περιοχή διακόπηκε από την πυροδότηση μιας συσκευής με το όνομα Gadget, που ήταν η πρώτη πυρηνική βόμβα στον κόσμο, γνωστή και ως δοκιμή Trinity. Είναι η στιγμή που ο πόλεμος αλλάζει για πάντα.
Η απελευθέρωση ενέργειας ήταν ισοδύναμη με την έκρηξη 21 κιλοτόνων TNT. Εξαέρωσε πλήρως το πύργο δοκιμών μήκους 30 μέτρων, όπως επίσης και χιλιόμετρα καλωδίων που συνέδεαν τον πύργο με τον εξοπλισμό καταγραφής. Η προκύπτουσα πύρινη σφαίρα σύντηξε τον πύργο και τον χαλκό με την άσφαλτο και την άμμο της ερήμου, σε πράσινο γυαλί, ένα νέο ορυκτό που ονομάζεται τρινιτίτης.
Οι επιστήμονες μελετούσαν τον τρινιτίτη για δεκαετίες και ανακάλυψαν ένα μυστικό κρυμμένο μέσα του. Μια σπάνια μορφή ύλης, γνωστή και ως ημικρύσταλλος, που μέχρι τότε θεωρούνταν αδύνατη.
«Οι ημικρύσταλλοι σχηματίζονται σε ακραία περιβάλλοντα που σπάνια υπάρχουν στη Γη», εξήγησε ο γεωφυσικός Terry Wallace του Εθνικού Εργαστηρίου Los Alamos το 2021.
«Απαιτείται ένα τραυματικό συμβάν με ακραίο σοκ, θερμοκρασία και πίεση. Συνήθως δεν το βλέπουμε αυτό, εκτός από κάτι τόσο δραματικό όσο μια πυρηνική έκρηξη».
Οι περισσότεροι κρύσταλλοι, από το ταπεινό επιτραπέζιο αλάτι μέχρι τα πιο σκληρά διαμάντια, υπακούουν στον ίδιο κανόνα: τα άτομά τους είναι διατεταγμένα σε μια δομή πλέγματος που επαναλαμβάνεται στον τρισδιάστατο χώρο. Οι ημικρύσταλλοι παραβιάζουν αυτόν τον κανόνα – το μοτίβο στο οποίο είναι διατεταγμένα τα άτομά τους δεν επαναλαμβάνεται.
Η ιδέα εμφανίστηκε για πρώτη φορά στον κόσμο το 1984 και έφερε τα πάνω κάτω, καθώς κάτι τέτοιο θεωρούνταν αδύνατο. Οι κρύσταλλοι ήταν είτε διατεταγμένοι, είτε με ακατάστατη δομή, χωρίς κενά ενδιάμεσα. Η επιστημονική κοινότητα έσπευσε να παρατηρήσει το φαινόμενο και σύντομα είχαμε τα πρώτα δείγματα, είτε δημιουργημένα στο εργαστήριο, είτε στη φύση, μέσα σε μετεωρίτες που δημιουργήθηκαν από θερμοδυναμικό σοκ, όπως τεράστιες διαστημικές κρούσεις με μεγάλη ταχύτητα.
Γνωρίζοντας ότι απαιτούνται ακραίες συνθήκες για την παραγωγή οιονεί κρυστάλλων, μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον γεωλόγο Luca Bindi του Πανεπιστημίου της Φλωρεντίας στην Ιταλία αποφάσισε να εξετάσει πιο προσεκτικά τον τρινιτίτη.
Όμως η ομάδα δεν μελέτησε τους πράσινους κρυστάλλους. Αν και είναι σπάνιοι, έχουμε δει αρκετούς ημικρυστάλλους για να γνωρίζουμε πως ενσωματώνουν μέταλλα. Για αυτό η ομάδα έψαξε για κάτι πιο εξωτικό. Αναζήτησε τον κόκκινο τρινιτίτη, δεδομένης της απόχρωσής του από τα εξατμισμένα χάλκινα σύρματα που ενσωματώνονται σε αυτόν.
Με τεχνικές όπως η ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης και η περίθλαση ακτίνων Χ, οι ερευνητές ανέλυσαν έξι μικρά δείγματα κόκκινου τρινιτίτη. Τελικά, βρήκαν ένα από τα δείγματα – έναν μικροσκοπικό, 20πλευρο κόκκο πυριτίου, χαλκού, ασβεστίου και σιδήρου, με πενταπλή περιστροφική συμμετρία αδύνατη σε συμβατικούς κρυστάλλους.
«Αυτός ο ημικρύσταλλος είναι υπέροχος στην πολυπλοκότητά του – αλλά κανείς δεν μπορεί ακόμη να μας πει γιατί σχηματίστηκε με αυτόν τον τρόπο», δήλωσε ο Wallace το 2021, όταν δημοσιεύθηκαν τα αποτελέσματα της ομάδας.
«Αλλά κάποια μέρα, ένας επιστήμονας ή μηχανικός θα το καταλάβει αυτό και η ζυγαριά θα σηκωθεί από τα μάτια μας και θα έχουμε μια θερμοδυναμική εξήγηση για τη δημιουργία της. Τότε, ελπίζω, θα μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη γνώση για να κατανοήσουμε καλύτερα τις πυρηνικές εκρήξεις και τελικά να οδηγηθούμε σε μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα για το τι αντιπροσωπεύει μια πυρηνική δοκιμή».
Ο απόκοσμος ήχος της αναστροφής των πόλων της Γης
Η ανακάλυψη αντιπροσωπεύει τον παλαιότερο γνωστό ανθρωπογενή οιονεί κρύσταλλο και υποδηλώνει ότι μπορεί να υπάρχουν και άλλες φυσικές οδοί για τον σχηματισμό οιονεί κρυστάλλων. Έτσι, έχουμε και τους φουλγουρίτες, που δημιουργήθηκαν από τηγμένη άμμο που σφυρηλατήθηκε από κεραυνούς ή το υλικό από τα σημεία πρόσκρουσης μετεωριτών, αποτελούν και τα δύο οιονεί κρυστάλλους στην φύση.
Η μελέτη αυτή θα μπορέσει να μας βοηθήσει να καταλάβουμε πως λειτουργεί η ύλη στις ακραίες συνθήκες όπως αυτές σε μια έκρηξη από πυρηνική βόμβα, ενώ θα βοηθήσει και τις αρχές να αναγνωρίσουν τα σημεία που έχουν γίνει παράνομες πυρηνικές δοκιμές, με στόχο τον περιορισμό των πυρηνικών όπλων. Περαιτέρω μελέτες σε άλλα σημεία που έχουν γίνει πυρηνικές δοκιμές, μπορούν να μας δώσουν περισσότερους ημικρύσταλλους!
«Η κατανόηση των πυρηνικών όπλων άλλων χωρών απαιτεί να έχουμε σαφή κατανόηση των προγραμμάτων πυρηνικών δοκιμών τους», δήλωσε ο Wallace.
«Συνήθως αναλύουμε ραδιενεργά υπολείμματα και αέρια για να κατανοήσουμε πώς κατασκευάστηκαν τα όπλα ή ποια υλικά περιείχαν, αλλά αυτές οι υπογραφές αποσυντίθενται. Ένας ημικρύσταλλος που σχηματίζεται στο σημείο μιας πυρηνικής έκρηξης μπορεί ενδεχομένως να μας δώσει νέους τύπους πληροφοριών – και αυτές θα υπάρχουν για πάντα».
Η πυρηνική βόμβα είναι το απόγειο της ανθρώπινης ανοησίας. Είναι μια βόμβα που δεν οφελεί κανέναν και έχει σχεδιαστεί για να καταστρέψει τα πάντα σε μια περιοχή για εκατοντάδες χρόνια, με το πάτημα ενός κουμπιού.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο PNAS.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
