یک شبه بلور غیرممکن در اولین آزمایش بمب هسته ای دنیا ساخته شده بود - وبلاگ شیرین

به گزارش وبلاگ شیرین، در ساعت 5:29 صبح روز 16 ژوئیه 1945، در استان نیومکزیکو، رویداد تاریخی وحشتناکی رخ داد که جهان را برای همواره تغییر داد.

در این زمان ارتش ایالات متحده یک دستگاه انفجار پلوتونیوم موسوم به گجت Gadget را منفجر کرد، آرامش سپیده دم از هم پاشید. این لحظه جنگ را برای همواره تغییر خواهد داد.

انتشار انرژی، معادل 21 کیلوتن TNT، برج آزمایش 30 متری و مایل ها سیم مسی را که آن را به تجهیزات ضبط وصل می کرد تبخیر کرد. گلوله آتشین ایجاد شده، برج و مس را با آسفالت و ماسه بیابان زیر آن به شیشه سبز تبدیل کرد و یک ماده معدنی نو به نام ترینیتیت trinitite ایجاد کرد.

دهه ها بعد، دانشمندان رازی را کشف کردند که در قطعه ای از آن ترینیتیت پنهان شده بود - شکل نادری از ماده که شبه بلور خوانده می گردد و زمانی تصور می شد غیرممکن است.

تری والاس، ژئوفیزیکدان از آزمایشگاه ملی لوس آلاموس، سال گذشته شرح داد: شبه بلور ها در محیط های سختی تشکیل می شوند که به ندرت در زمین وجود دارند. آن ها به یک رویداد آسیب زا با شوک، دما و فشار شدید احتیاج دارند.

بیشتر کریستال ها، از نمک سفره تا سخت ترین الماس ها، از همین قانون پیروی می نمایند: اتم های آن ها در ساختار شبکه ای قرار گرفته اند که در فضای سه بعدی تکرار می گردد. شبه بلور ها این قانون را زیر پا می گذارند و الگویی که در آن اتم های آن ها مرتب شده اند تکرار نمی گردد.

هنگامی که این مفهوم برای اولین بار در دنیا علمی در سال 1984مطرح شد، تصور می شد که این غیرممکن است: کریستال ها یا مرتب شده اند یا بی نظم هستند و بین دو قائدتا نباید چیزی وجود داشته باشد.

اما بعد این طرح نظریه، کوشش شد آنها را محیط های آزمایشگاهی و هم در طبیعت - یعنی در شهاب سنگ هایی که تحت شوک ترمودینامیکی به زمین می آیند، پیدا نمایند.

با دانستن اینکه شرایط سخت برای فراوری شبه بلور ها ضروری است، تیمی از دانشمندان به سرپرستی زمین شناسی به نام لوکا بیندی از دانشگاه فلورانس در ایتالیا تصمیم گرفتند تا نگاهی دقیق تر به ترینیتیت بیندازند.

آن ها با استفاده از تکنیک هایی مانند میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش اشعه ایکس، شش نمونه کوچک از ترینیتیت قرمز را تجزیه و تحلیل کردند. در نهایت، آن ها به یکی از نمونه ها برخوردند- یک دانه ریز 20 وجهی تشکیل شده از سیلیکون، مس، کلسیم و آهن، با تقارن چرخشی.

والاس در سال 2021، زمانی که تحقیقات این تیم منتشر شد، شرح داد: این شبه بلور از نظر پیچیدگی فوق العاده است - اما هنوز کسی نمی تواند به ما بگوید که چرا به این ترتیب شکل گرفته است. اما روزی یک دانشمند یا مهندس خواهد توانست شرحی ترمودینامیکی برای ساخت آن بیان کند.

این کشف نشان دهنده قدیمی ترین شبه بلور های انسانی شناخته شده است، و نشان می دهد که ممکن است راستا های طبیعی دیگری برای تشکیل شبه بلور ها وجود داشته باشد. برای مثال، فولگوریت های شن مذاب حاصل از برخورد صاعقه و مواد حاصل از برخورد شهاب ها، هر دو می توانند منبع شبه کریستال ها در طبیعت باشند.

به گفته محققان، این تحقیق بعلاوه می تواند به ما در درک بهتر آزمایش های هسته ای غیرقانونی با هدف نهایی محدود کردن توسعه تسلیحات هسته ای یاری کند.

ما معمولاً زباله های رادیواکتیو و گاز ها را تجزیه و تحلیل می کنیم تا بفهمیم سلاح ها چگونه ساخته شده اند یا حاوی چه موادی هستند، اما پیدا کردن این شبه بلورها اطلاعات زیادی به دانشمندان خواهد داد.

این تحقیق در PNAS منتشر شده است.