მსოფლიოში პირველი ატომური ბომბის ცდისას, „შეუძლებელი“ კვაზიკრისტალი წარმოიქმნა
1945 წლის 16 ივლისს, დილის 5:29 საათზე, ნიუ-მექსიკოს შტატში, ისტორიის უმნიშვნელოვანესი მოვლენა მოხდა.
განთიადის სიმშვიდე აშშ-ის არმიის მიერ პლუტონიუმის ასაფეთქებელი მოწყობილობის, სახელად „გაჯეტის“ აფეთქებამ დაარღვია — ეს გახლდათ ბირთვული ბომბის პირველი გამოცდა, რომელსაც „ტრინიტი“ უწოდეს. ამ მომენტმა საომარი მოქმედებები სამუდამოდ შეცვალა.
„კვაზიკრისტალები ექსტრემალურ გარემო პირობებში წარმოიქმნება და დედამიწაზე იშვიათად არსებობს. მათთვის საჭიროა ტრავმატული მოვლენები ექსტრემალური შოკით, ტემპერატურითა და წნევით. ასეთ რამეს კი ხშირად ვერ ვხედავთ, თუ არ ჩავთვლით რაღაც ისეთ დრამატულს, როგორიც არის ბირთვული აფეთქება“, — ამბობს ლოს-ალამოსის ეროვნული ლაბორატორიის გეოფიზიკოსი ტერი უოლასი.
კრისტალთა უმეტესობა, უბრალო სუფრის მარილით დაწყებული, ყველაზე მტკიცე ალმასებით დამთავრებული, ერთსა და იმავე წესს ემორჩილება: მათი ატომები განლაგებულია ბადის სტრუქტურით, რომელიც სამგანზომილებიან სივრცეში მეორდება. კვაზიკრისტალები ამ წესს არღვევს — აქვთ მახასიათებელი, რომელშიც მათი ატომები ისეა ჩაწყობილი, რომ არ მეორდება.
ვინაიდან იცოდნენ, რომ კვაზიკრისტალთა წარმოსაქმნელად ასეთი ექსტრემალური გარემო პირობების საჭირო, ფლორენციის უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფმა გეოლოგ ლუკა ბინდის ხელმძღვანელობით, ტრინიტიტის დეტალურად შესწავლა გადაწყვიტა.
მიუხედავად იმისა, რომ იშვიათობას წარმოადგენს, უკვე საკმარისი კვაზიკრისტალები გვაქვს ნანახი, რათა ვიცოდეთ, რომ მათში ხშირად არის ჩართული ლითონები; ამიტომ, ჯგუფმა მინერალის გაცილებით იშვიათი ფორმის კვლევა გადაწყვიტა — წითელი ტრინიტიტის, რომელმაც ეს ფერი სპილენძის მავთულების აორთქლების შედეგად მიიღო.
„ეს კვაზიკრისტალი უბადლოა თავისი კომპლექსურობით, მაგრამ ჯერ არავის შეუძლია იმის თქმა, თუ რატომ წარმოიქმნა ის ამ სახით“, — განმარტავს უოლასი.
მისივე თქმით, ერთ მშვენიერ დღეს, ამას რომელიმე მეცნიერი ან ინჟინერი დაადგენს.
ეს აღმოჩენა წარმოადგენს ჩვენთვის ცნობილ უძველეს ხელოვნურ კვაზიკრისტალს და ის მიუთითებს, კვაზიკრისტალთა წარმოსაქმნელად შეიძლება სხვა ბუნებრივი გზებიც არსებობდეს. მაგალითად, ელვის მიერ ქვიშის დადნობით გამოჭედილი ფულგურიტები და მეტეორიტთა დაცემის ადგილებში არსებული მასალები შეიძლება ბუნებაში კვაზიკრისტალების წყარო იყოს.
კვლევის შედეგები მეცნიერებს ასევე შეიძლება დაეხმაროს უკანონო ბირთვული ცდების უკეთ გაგებაში, რათა საბოლოოდ შეიზღუდოს ბირთვული შეიარაღების გავრცელება. ბირთვული ცდების სხვა ადგილებზე წარმოქმნილი მინერალების შესწავლით შეიძლება უფრო მეტი კვაზიკრისტალი აღმოვაჩინოთ, რომელთა თერმოდინამიკური თვისებები შეიძლება ბირთვული სასამართლო ექსპერტიზის ინსტრუმენტი გახდეს.
კვლევა ჟურნალ PNAS-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია lanl.gov-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით