کشف کریستالی ناشناخته در بقایای نخستین انفجار هستهای جهان
بیش از ۸۰ سال پس از انجام نخستین آزمایش هستهای جهان پژوهشگران در بقایای شیشهای بهجامانده از انفجار بمب اتمی ترینیتی موفق به کشف نوعی کریستال منحصربهفرد شدهاند که به گفته آنها تاکنون در طبیعت مشاهده نشده است؛ کشفی که میتواند درک دانشمندان از شکلگیری مواد در شرایط فوقالعاده شدید را گسترش دهد.
به گزارش برنا، این پژوهش روی بقایای آزمایش ترینیتی (Trinity) نخستین آزمایش هستهای تاریخ متمرکز بوده است؛ آزمایشی که ژوئیه سال ۱۹۴۵ در منطقهای دورافتاده در ایالت نیومکزیکوی آمریکا انجام شد و آغازگر عصر سلاحهای هستهای به شمار میرود. در این انفجار انرژیای معادل حدود ۲۵ هزار تن TNT آزاد شد؛ شدتی که نهتنها برج محل استقرار بمب را کاملا تبخیر کرد بلکه شنهای بیابان اطراف را نیز تا شعاع حدود ۳۰۰ متری ذوب کرد. این مواد مذاب پس از سرد شدن به نوعی شیشه سبزرنگ و تا حدی رادیواکتیو تبدیل شدند که بعدها ترینیتایت (Trinitite) نام گرفت.
اکنون گروهی از پژوهشگران در نمونهای نادر از نوع قرمز این شیشه موسوم به oxblood موفق به شناسایی ساختاری کریستالی تازه شدهاند. جزئیات این کشف در نشریه علمی PNAS منتشر شده است.
پژوهشگران توضیح دادهاند که مطالعات آنها ابتدا با بررسی نوعی شبهبلور (Quasicrystal) غیرعادی آغاز شد که پیشتر در نمونههای قرمز ترینیتایت کشف شده بود. برخلاف اغلب شبهبلورها که عمدتا از آلومینیوم تشکیل میشوند در این نمونه مقدار زیادی سیلیکون وجود داشت؛ موضوعی که احتمال وجود ساختارهای معدنی ناشناخته دیگری را در این شیشه تقویت کرد.
در ادامه لوکا بیندی (Luca Bindi) کانیشناس دانشگاه فلورانس ایتالیا و نویسنده اصلی این پژوهش همراه همکارانش نمونهای کمیاب از ترینیتایت قرمز را با استفاده از دو روش پیشرفته آزمایشگاهی بررسی کردند. آنها از ریزکاوشگر الکترونی برای شناسایی دقیق ترکیب شیمیایی ماده و از روش پراش پرتو ایکس برای تعیین نحوه آرایش اتمها در ساختار کریستالی استفاده کردند.
به گفته تیم تحقیقاتی رنگ قرمز تیره این نمونه حاصل فروپاشی برج آزمایش و تجهیزات فلزی اطراف آن در لحظه انفجار بوده است. در جریان انفجار قطرات فلزی ناشی از ذوب این سازهها در شیشه سیلیکونی مذاب گرفتار شدند و همین موضوع باعث تغییر رنگ آن از سبز مایل به خاکستری به قرمز شد.
بررسیهای دقیقتر نشان داد در این نمونه نوعی کریستال موسوم به Clathrate وجود دارد که تاکنون مشابه آن مشاهده نشده بود. در این ساختار اتمهای یک عنصر شبکهای شبیه قفس تشکیل میدهند و اتمهای عناصر دیگر را درون خود نگه میدارند. در کریستال تازه کشفشده اتمهای سیلیکون این قفس را ساختهاند و اتمهای مس و کلسیم را در ساختارهای بلوری ۱۲ وجهی و ۱۴ وجهی درون خود جای دادهاند.
پژوهشگران تاکید کردهاند چنین آرایشی در طبیعت بهویژه در مواد معدنی و ترکیبات غیرآلی، بسیار نادر است. آنها همچنین اعلام کردند این نخستین بار است که کریستالهای Clathrate بهعنوان محصول جانبی یک انفجار هستهای شناسایی میشوند.
دانشمندان در ادامه بررسی کردند که آیا این ساختار جدید میتواند مرحلهای در روند شکلگیری همان شبهبلورهای کشفشده در مطالعات پیشین باشد یا خیر. نتایج تحلیلهای ریاضی نشان داد احتمال وجود چنین ارتباطی پایین است؛ با این حال مطالعه این ساختارهای غیرعادی میتواند اطلاعات ارزشمندی درباره نحوه شکلگیری مواد معدنی در فشار و دماهای بسیار شدید در اختیار پژوهشگران قرار دهد.
انتهای پیام/
