Un quasicristallo appena scoperto che è stato creato dalla prima esplosione nucleare al Trinity Site, N.M., il 16 luglio, 1945, potrebbe un giorno aiutare gli scienziati a comprendere meglio le esplosioni nucleari illecite e a frenare la proliferazione nucleare.

"Comprendere le armi nucleari di altri paesi richiede che abbiamo una chiara comprensione dei loro programmi di test nucleari, " ha detto Terry C. Wallace, direttore emerito del Los Alamos National Laboratory e coautore del documento sulla scoperta, che è stato pubblicato oggi in PNAS . "In genere analizziamo detriti e gas radioattivi per capire come sono state costruite le armi o quali materiali contenevano, ma quelle firme decadono. Un quasicristallo che si forma nel luogo di un'esplosione nucleare può potenzialmente fornirci nuovi tipi di informazioni, che esisteranno per sempre".

Il materiale appena scoperto si è formato accidentalmente nell'esplosione del primo test della bomba atomica, che ha provocato la fusione della sabbia circostante, la torre di prova, e linee di trasmissione in rame in un materiale vetroso noto come trinite. I quasicristalli sono materiali esotici che infrangono le regole dei materiali cristallini classici. Materiali come zucchero, sale, o quarzo formano cristalli con un cosiddetto ordine periodico:gli atomi sono disposti secondo uno schema che si ripete nelle tre dimensioni. Quasicristalli, scoperto per la prima volta negli anni '80, avere una struttura atomica degli elementi costitutivi, ma il modello non è periodico. Il quasicristallo, creato dall'esplosione della Trinità in un campione di trinite rossa, ha una simmetria rotazionale di 5 volte, che non è possibile in un cristallo naturale. Il gruppo di simmetria del quasicristallo è lo stesso di quello del solido regolare a 20 lati noto come icosaedro, e la chimica è data dalla formula Si ₆₁ Cu ₃₀ Circa ₇ Fe ₂ . Questo nuovo quasicristallo è ora il più antico quasicristallo creato dall'uomo, con un inconfondibile timestamp (attraverso la sua composizione, luogo di scoperta, e radioattività), indicando il suo momento di origine.

"I quasicristalli si formano in ambienti estremi che raramente esistono sulla Terra, " disse Wallace, chi è un geofisico. "Richiedono un evento traumatico con uno shock estremo, temperatura, e pressione. Di solito non lo vediamo, tranne che in qualcosa di così drammatico come un'esplosione nucleare." Le condizioni termodinamiche/d'urto in cui si è formato questo quasicristallo sono grosso modo paragonabili a quelle che hanno formato i quasicristalli naturali scoperti nel meteorite Khatyrka, che risale almeno a centinaia di milioni di anni e forse all'inizio del sistema solare.

"Questo quasicristallo è magnifico nella sua complessità, ma nessuno può ancora dirci perché si è formato in questo modo. Ma un giorno, uno scienziato o un ingegnere lo capirà e la bilancia verrà sollevata dai nostri occhi e avremo una spiegazione termodinamica per la sua creazione. Quindi, Spero, possiamo usare quella conoscenza per comprendere meglio le esplosioni nucleari e alla fine portare a un quadro più completo di ciò che rappresenta un test nucleare, " disse Wallace.

Il paper è stato scritto in collaborazione con l'Università di Firenze, Italia, l'Università del Massachusetts, Caltech, e l'Università di Princeton.