Otkrivena je nova metalna legura u krhotinama Hirošime. U staklastim česticama hiroshimaita pronađen je mikroskopski metalni fragment bogat gvožđem i silicijumom sa strukturom bliskom kvazikristalu. Analize ukazuju da je legura nastala brzim hlađenjem metalnih para u vatrenom oblaku, a nalaz ima značaj za materijalnu nauku i nuklearnu forenziku.
Nova Metalna Legura Iz Hirošime: Otkriven „Skoro Kvazikristal“ Nastao U Vatrenom Oblaku
An Atomic Bomb Forged an Impossible MetalGalerie Bilderwelt - Getty Images
Istraživači su u krhotinama s mesta detonacije atomske bombe u Hirošimi otkrili jedinstvenu metalnu leguru koja je formirana u ekstremnim uslovima vatrenog oblaka 1945. godine. Fragmente su pronašli u staklastim česticama poznatim kao hiroshimaiti, a jedan od tih metalnih uklopa pokazuje strukturu blisku kvazikristalu — obliku kristalne organizacije koji je uredan, ali se ne ponavlja periodično.
Pozadina eksplozije
Atominka bačena na Hirošimu 6. avgusta 1945. detonirala je na oko 1.800 stopa (≈548 m) iznad grada. Temperatura na površini vatrenog oblaka dostigla je približno 7.700 °C, dok su temperature na zemlji u zoni udara dosezale okvirno 3.000–4.000 °C. Eksplozija je izazvala razorne udarne talase i izražene termalne efekte koji su rastopili i isparili materijale iz urbanog okruženja.
Kako je otkriće izvedeno
Tim predvođen mineralogom i kristalografom Luca Bindijem (Univerzitet u Firenci) uzorkovao je ostatke krhotina i identifikovao neobične staklaste čestice s ugrađenim metalnim zrncima. Analize su uključivale skenirajuću elektronsku mikroskopiju (SEM) i rendgensku difrakciju (XRD). Većina metalnih zrna bila je poznata legura na bazi gvožđa i hroma, ali jedan uzorak izdvajao se po sastavu (bogat gvožđem i silicijumom) i po strukturi koja podseća na kvazikristal — međutim, formalno nije klasifikovan kao potpuni kvazikristal.
Povezanost sa trinititom i ranijim nalazima
Ovaj nalaz podseća na ranije otkriće kvazikristala u trinititu — staklastom materijalu nastalom pri testu Trinity u Novom Meksiku, koji je eksplodirao mesec dana pre Hirošime. U oba slučaja, brza kondenzacija metalnih para u vatrenom oblaku dovela je do formiranja neobičnih metalnih faza koje se u normalnim uslovima ne bi pojavile.
Zašto je ovo važno
Legura iz hiroshimaita ima višestruku vrednost: predstavlja prirodnu „laboratoriju“ za proučavanje brze nukleacije legura u nertežinskim, visokoenergetskim uslovima; doprinosi razumevanju materijala koji nastaju pri udarima i eksplozijama (važno za planetarne nauke); i služi kao dokazni materijal za nuklearnu forenziku, pomažući da se rekonstutušu uslovi unutar vatrenog oblaka.
„Ovo otkriće proširuje spektar materijala koje proizvode nuklearne detonacije i pokazuje da antropogeni plazma događaji u prirodi mogu formirati kompleksne metalne faze,“ rekao je Luca Bindi u studiji objavljenoj u Science Advances.
Iako materijal pokazuje strukturu blisku kvazikristalu, njegove karakteristike i brzina hlađenja ukazuju da ga je danas teško ili nemoguće potpuno reproducirati u laboratorijskim uslovima. Istraživanje ovakvih uzoraka zahteva etički i pravno kontrolisana ispitivanja, ali može otvoriti nove pravce u dizajnu legura i razvoju funkcionalnih materijala.
Zaključak
Otkriće legure u hiroshimaitima potvrđuje da nuklearne detonacije mogu stvoriti retke i kompleksne metalne faze — „vremenske kapsule“ ekstremnih uslova koje nam pomažu da bolje razumemo kako materijali nastaju pri udarima visokih energija i kako se mogu primeniti u nauci o materijalima i forenzici.
Pomozite nam da budemo bolji.
