Otkrivanje: U crvenom trinititu iz Trinity testa pronađen je do sada nepoznat kubični tip‑I klatrat — prvi takav među produktima nuklearne eksplozije. Struktura: Silikonski „kavezi“ unutar klatrata drže pojedinačne atome kalcijuma, uz tragove bakra i gvožđa. Zaključak: Matematičko modeliranje pokazuje da kvazikristal pronađen u istom uzorku nije nastao iz klatrata zbog previsoke koncentracije bakra, što sugeriše nezavisno formiranje faza pod ekstremnim uslovima.
Prva nuklearna eksplozija stvorila „nemogući“ kristal: Otkriven tip I klatrata u trinititu
The only well-exposed color image of the Trinity test. (Jack W. Aeby/Manhattan Project/Public Domain)
Ne dešava se često da možemo tačno odrediti trenutak kada se svet promenio. Ali u zoru 16. jula 1945. u Novom Meksiku, u 5:29, detonacija iz Trinity testa jeste takav trenutak — i više od osam decenija kasnije njeni tragovi i dalje iznenađuju naučnike.
Trinity i nastanak trinitita
A monument that stands on the site of the Trinity test. (Lily Kimei/iStock Editorial/Getty Images Plus)
Tokom Trinity testa eksplodirao je plutonijumski implozioni uređaj poznat kao Gadget. Energija oslobođena u ekvivalentu od oko 21 kilotone TNT-a isparila je 30-metarski toranj i okolnu bakarnu infrastrukturu. Vatreni oblak je spojio bakar, asfalt i pustinjski pesak u staklast materijal koji je kasnije nazvan trinitit.
Neočekivana mineralna baština
Nano-tomographic image of the trinitite sample, with the glass in blue and the copper inclusions in orange. (Bindi et al.,PNAS, 2026)
U retkom crvenom obliku trinitita istraživači predvođeni geologom Lucom Bindijem pronašli su dosad nepoznate strukture. Još 2021. otkriven je kvazikristal u istom tipu trinitita, a sada je tim identifikovao i prvi klatrat među proizvodima nuklearne eksplozije.
Šta je pronađeno?
The tiny blob of copper that contained the clathrate. (Bindi et al.,PNAS, 2026)
Pomoću rendgenske difrakcije istraživači su izdvojili bakrom bogatu kapljicu u uzorku crvenog trinitita i otkrili kubični tip‑I klatrat. U toj strukturi silikonski „kavezi“ zarobljavaju pojedinačne atome kalcijuma; uz to su prisutni i tragovi bakra i gvožđa. Ovo je prvi klatrat koji je kristalografski potvrđen među produktima nuklearne detonacije.
Kako se to moglo formirati?
The sample of red trinitite that yielded the clathrate. (Bindi et al.,PNAS, 2026)
Kratkotrajni ekstremni uslovi tokom detonacije—temperature iznad 1.500 °C i pritisci od oko 5–8 GPa, praćeni naglim padom i brzom kristalizacijom—omogućili su atomima da se poslože u faze koje uobičajena laboratorijska sinteza ne može lako proizvesti. Trinitit je tako postao „zamrznuti“ zapis tih prolaznih stanja.
Odnos klatrata i kvazikristala
A diagram illustrating the clathrate structure, with grayspheresrepresenting silicon, and orange and red representing the calcium sites.(Bindi et al.,PNAS, 2026)
Pošto slični uslovi podstiču i formiranje kvazikristala, tim je ispitivao da li je kvazikristal mogao nastati iz klatrata. Matematičko modeliranje je pokazalo da, iako opšta transformacija može biti moguć put, u ovom slučaju koncentracija bakra bila je previsoka za takvu evoluciju. To znači da su klatrat i kvazikristal verovatno nastali nezavisno, unutar istog uzorka.
Zašto je to važno?
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Otkriće proširuje naše razumevanje kako se retke i neočekivane kristalne faze formiraju pod ekstremnim, prolaznim uslovima. Pored naučnog interesa, ovakvi nalazi mogu pomoći u forenzičkoj proceni mesta nuklearnih testova i ukazuju na to da nuklearne detonacije, udari munje i hipervelocitetni sudari služe kao prirodni laboratoriji za nove materijale.
Rad je objavljen u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences. Kako napreduju analize trinitita, verovatno ćemo još otkrivati mineralne „fosile“ koji čuvaju informacije o kratkotrajnim ekstremnim procesima.
Pomozite nam da budemo bolji.
