Noul descoperit quasicristal – „Uimitor în complexitatea sa” – a fost creat ca urmare a primei explozii nucleare din Trinitate

[1945yil16iyuldagiUchliksinovidan28soato’tgachnolningerdanhavodagiko’rinishiYadroportlashiatrofdagiqumsinovminorasivamisuzatishliniyalariningbirlashmasidahosilbo’lganyangikashfetilgankvazikristalniyaratdi

Yangi materialning topilishi bir kun kelib yadro qurolini tarqatmaslik uchun yordam berishi mumkin.

[1945yil16-iyuldaTrinitysaytida(NM)birinchiyadroportlashinatijasidayaratilganyangikashfetilgankvazikristalbirkunkelibolimlarganoqonuniyyadroviyportlashlarniyaxshiroqtushunishgavayadrotarqalishinijilovlashgayordamberishimumkin

Quasicrystal tarkibidagi qizil trinitit namunasi

Kvazikristalni o’z ichiga olgan qizil trinitit namunasining tasviri. Kredit: Luka Bindi va Pol J. Shtaynxardt.

“Boshqa davlatlarning yadro qurollarini tushunish bizdan ularning yadro sinovlari dasturlarini aniq tushunib etishimizni talab qiladi”, dedi Terri C. Uolles, Los Alamos milliy laboratoriyasining direktori va kashfiyot haqidagi kecha muallifi. PNAS. “Biz odatda radioaktiv chiqindilar va gazlarni tahlil qilib, qurollarning qanday yasalganligini yoki ular tarkibida qanday materiallar borligini tushunamiz, ammo bu imzolar chiriydi. Yadro portlashi natijasida hosil bo’lgan kvazikristal bizga potentsial ravishda yangi turdagi ma’lumotlarni aytib berishi mumkin va ular abadiy mavjud bo’ladi ».

Materialul nou descoperit s-a format accidental în explozia primului test al bombei atomice, rezultând în nisipul înconjurător, turnul de testare și liniile de transmisie din cupru la un material sticlos numit trinitit. Cvasicristalele sunt un material exotic care încalcă regulile materialelor cristaline clasice. Materiale precum zahărul, sarea sau cuarțul formează cristale numite ordine periodică: atomii sunt aranjați într-un model care se repetă în trei dimensiuni. Cvasicristalele, descoperite pentru prima dată în anii 1980, au structura atomică a elementelor constitutive, dar modelul nu este periodic. În proba roșie de trinitită, cristalul cvasicristic format ca urmare a exploziei Trinity are o simetrie de rotație de 5 ori, ceea ce nu este posibil într-un cristal natural. Grupul de simetrie al unui quasicristal este similar cu cel al unui solid cu 20 de fețe obișnuit numit icosaedru, iar chimia este dată de formula Si61Cu30Acest7Fe01.04.2018 121 2. Acest nou cvasicristal este acum cel mai vechi cvasicristal creat de om, indicând marca de timp (după compoziție, locație, descoperire și radioactivitate), momentul apariției sale.

Suprafața lustruită a probei cvasicristale

Hărți combinate cu raze X ale suprafeței lustruite a eșantionului studiat care arată modificări ale compoziției chimice a Ca-Si-Al. Credit: Luke Bindi și Paul J. Steinhardt.

„Cvasicristalele se formează într-un mediu extrem care este rar pe Pământ”, spune geofizicianul Wallace. „Au nevoie de un eveniment deteriorat de șocuri extreme, temperatură și presiune. Nu o vedem de obicei, cu excepția a ceva dramatic ca o explozie nucleară “. Condițiile termodinamice / de șoc în care se formează acest cvasicristal sunt comparabile cu condițiile care au format cvasicristalele naturale descoperite în meteoritul Hatyrka, care datează de acum cel puțin o sută de milioane de ani și probabil de la începutul sistemului solar.

O picătură de metal care conține quasicristal

O imagine reversibilă microscopică electronică a unei picături de metal studiate care conține un quasicristal cu simbolurile Cu, Cu2S și Si61Cu30Ca7Fe2. Credit: Luke Bindi și Paul J. Steinhardt

„Acest quasicristal este uimitor prin complexitatea sa, dar nimeni nu ne poate spune încă de ce s-a format. Dar într-o zi, un om de știință sau inginer îl va descoperi și solzii se vor ridica din ochii noștri și vom avea o explicație termodinamică pentru a-l crea. Apoi, sper să putem folosi aceste cunoștințe pentru a înțelege mai bine exploziile nucleare și pentru a obține în cele din urmă o imagine mai completă a ceea ce înseamnă un test nuclear ”, a spus Wallace.

Referință: „Sinteza aleatorie a unui quasicristal necunoscut anterior în primul test al bombei atomice” Luke Bindy, William Kolb, G. Nelson Abby, Paul D. Asimov, Terry C. Wallace și Paul J. Steinhardt, 17 mai 2021, Materiale ale Academiei Naționale de Științe.
DOI: 10.1073 / pnas.2101350118

Articolul a fost publicat de Universitatea din Florența, Universitatea din Massachusetts, Kaltech și Universitatea Princeton.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Inginerii dezvoltă o nouă tehnologie de tratare a apei care ar putea ajuta și exploratorii Marte

Un catalizator care distruge percloratul din apă poate curăța solul marțian. O echipă condusă de ingineri de la Universitatea din California Riverside a dezvoltat un...

Dezechilibrul energetic al Pământului s-a dublat

Faceți clic pe imaginea pentru a anima: Comparația estimărilor anuale suprapuse la intervale de 6 luni ale fluxului anual net de energie în atmosfera...

Modul în care celulele folosesc „pungile pentru gunoi” pentru a-și transporta deșeurile de reciclare

Descoperirile pot avea implicații importante pentru înțelegerea bolilor legate de vârstă. Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebys au obținut o perspectivă mai profundă...

Cercetătorii iau distribuția cheii cuantice din laborator

Dovezile pe teren arată că simpla funcționare a sistemului DCC cu rețeaua de telecomunicații existentă în Italia. Într-un nou studiu, cercetătorii au demonstrat un sistem...

Știința simplificată: ce sunt rețelele cuantice?

din Departamentul Energiei din SUA 17 iunie 2021 Părțile interesate din guvern, laboratoare naționale, universități și industrie s-au alăturat DOE Internet Quantum Project Workshop pentru a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.