Найдавніший квазікристал. Перший вибух ядерної бомби створив новий вид матерії — лише тепер учені змогли її винайти

18 травня 2021, 20:03
Вы также можете прочесть этот материал на русском языке

На місці випробування ядерної бомби Триніті в Нью-Мексико 16 липня 1945 року вчені виявили найдавніший в світі квазікристал. Це унікальна матерія, яка порушує звичайні правила симетрії в кристалах.

У 2011 році вчений-матеріалознавець Ден Шехтман отримав Нобелівську премію «За відкриття квазікристалів». Звісно, безпосередньо перше вивчення цього матеріалу відбулося набагато раніше: є навіть точна дата — 8 квітня 1982 року. Далі був тривалий період вивчення.

Відео дня

Сьогодні квазікристали завдяки їх унікальним властивостям вивчають у різних дисциплінах — фізиці, хімії, математиці та матеріалознавстві. Антипригарні покриття, оптика і хірургічне обладнання — ось неповний перелік того, як цей унікальний матеріал зараз застосовують на практиці.

Від звичайних кристалів квазікристали відрізняються формою, а також розташуванням складових атомів. Якщо в першому випадку атоми впорядковані і розташовані в певному порядку, то в другому атоми не повторюються в регулярному порядку. «Це розташування настільки незвично, що минуло 25 років, перш ніж ми змогли, нарешті, з’ясувати, де ж ці атоми дійсно знаходяться. І це при тому, що визначення атомарної структури твердого тіла взагалі-то вже давно є досить простою і рутинною процедурою », — пояснює професор неорганічної хімії Стокгольмського університету Свен Лідін.

Ще цікавіше, що квазікристали в природі донедавна були знайдені тільки одного разу — на Чукотці в метеориті, що впав поряд з річкою Хатирка. У цьому випадку вони, ймовірно, утворилися після зіткнення двох астероїдів далеко в космосі.

Вчені навчилися відтворювати схожі мінерали в лабораторії. І з часом перед ними постало питання — чи можуть квазікристали ховатися в залишках інших незвичайних явищ, де залучені ударні явища. Адже штучно вони створюються в результаті охолодження металевих сплавів зі швидкістю майже мільйон градусів за секунду.

Саме це призвело до того, що команда науковців, очолювана Лукою Бінді, вивчила місце вибуху першої в історії людства ядерної бомби. «Наше дослідження спонукає до думки, що квазікристали можуть бути набагато більш поширеними, ніж передбачалося», — коментує він для VICE свою знахідку.

Червоний трінітіт (Фото: Luca Bindi, Paul J. Steinhardt / Proceedings of the National Academy of Science)
Червоний трінітіт / Фото: Luca Bindi, Paul J. Steinhardt / Proceedings of the National Academy of Science

У їх розпорядження потрапили зразки породи, які були спочатку зібрані на місці вибуху в 1945 році астрономом Лінкольном ЛаПазом — червоний трінітіт. Це «атомна порода» з піску пустелі, що складається в основному з кварцу і польового шпату, який сплавився з різними металами. В результаті вони виявили «невідомий раніше ікосаедричний квазікристал», до складу якого входять кремній, мідь, кальцій і залізо. Вчені були задоволені результатами, адже, як виявилося, цей квазікристал дійсно був сформований після ядерного вибуху.

Таким чином, вважають учені, квазікристали можуть бути приховані в багатьох інших місцях, які зазнали впливу високого тиску — чи то антропогенні або природні умови. Тому Бінді зі своєю командою планують і надалі шукати ці матеріали на інших ділянках ядерної детонації. Також вони досліджують кратери, які з’явилися в результаті падінь метеоритів.

Виявлення більшої кількості цих структур може допомогти вченим ліпше зрозуміти їх утворення і чисельність, що, своєю чергою, може привести до прориву в чистій науці та їх ще більшого використання в комерційних матеріалах.

poster
Підписатись на щоденну email-розсилку
матеріалів розділу Техно
Розсилка про те як технології змінють світ
Щопонеділка

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X