Il primo check americano di implosione del plutonio, la sua prima bomba nucleare fatta esplodere, lasciò completamente la torre alta 30 metri che la teneva in alto, compresi tutti i fili di rame, la guaina di rame e i cavi coassiali. vaporizzato.
Quasi istantaneamente, la palla di fuoco da 21 kilotoni esplose nel cielo del New Mexico quando Robert Oppenheimer iniziò il check Trinity del 16 luglio 1945. L’esplosione ha esposto i metalli aerosolizzati della torre e la polvere di arenaria del deserto sottostante a temperature superiori a 2.732 gradi Fahrenheit (1.500 gradi Celsius). La pressione su questi elementi, circa un milione di libbre per pollice quadrato, rivaleggiava con la pressione esercitata sulle rocce a centinaia di chilometri sottoterra, dove la crosta terrestre preme nel suo mantello.
Non c’è da stupirsi, quindi, che fisici, geologi e altri ricercatori stiano ancora trovando riconfigurazioni radicali della composizione chimica di base del deserto del sud-ovest oltre 80 anni dopo in quello che una volta period l’Alamogordo Bombing Vary del Progetto Manhattan.
Ora i fisici in Europa e negli Stati Uniti hanno scoperto ciò che hanno scoperto descrivere come una “fase cristallina precedentemente sconosciuta” di un tipo di composto, chiamato clatrato, composto da silicio, calcio, ferro e parte del rame evaporato dalla storica esplosione del Trinity. Come altri clatrati, questo cristallo del sito Trinity forma un complesso reticolo geometrico in grado di immagazzinare altre molecole o atomi più piccoli come una gabbia su scala nanometrica.
La scoperta, come hanno scritto l’autore principale del nuovo studio, il geologo italiano Luca Bindi, e i suoi colleghi, “rappresenta la prima identificazione cristallograficamente confermata di una struttura clatrata tra i prodotti allo stato solido di un’esplosione nucleare”. La scoperta potrebbe approfondire la nostra comprensione di questi preziosi composti cristallini, hanno affermato i ricercatori.
Chimica dei cristalli
Gli scienziati dei materiali apprezzano i clatrati per la loro utilità in una miriade di applicazioni high-tech. Questi cristalli possono, advert esempio, agire come piccoli parcheggi memorizzazione gli ioni di litio all’interno delle batterie agli ioni di litio, sia all’inizio che alla high-quality dei cicli di carica e scarica. E, in tutti i settori, i clatrati hanno aiutato gli ingegneri a personalizzare composti di silicio altamente personalizzati, impiantati o “drogato” con elementi le cui specifiche proprietà elettriche, magnetiche o catalitiche possono migliorare solare cellule, quantistico laptop e innumerevoli altro innovativo dispositivi.
“Più in generale”, come Bindi e i suoi coautori Mettere Nel loro nuovo studio, “questo lavoro sottolinea come eventi rari e advert alta energia – come detonazioni nucleari, fulmini e impatti iperveloci – fungano da laboratori naturali per la produzione di materia cristallina inaspettata”.
Il cristallo di clatrato appena scoperto aiuterà anche gli scienziati a modellare e prevedere meglio come si formano queste complesse geometrie molecolari, fungendo da vero caso limite nucleare, “fuori dalla portata della sintesi convenzionale”, hanno scritto nello studio.
Chiavi di cristallo
I ricercatori hanno trovato questo clatrato precedentemente sconosciuto all’interno della trinitite rossa, un raro frammento di sabbia vetrosa prodotto dalla bomba Trinity.
“Mentre la maggior parte della trinitite presenta un caratteristico colore verde pallido”, osservano i ricercatori, “una varietà meno comune, la trinitite rossa, è arricchita di metalli derivati dalla torre vaporizzata, dai cavi coassiali e dagli strumenti di registrazione”.
Bindi, la cattedra di mineralogia e cristallografia presso l’Università di Firenze in Italia, ha lavorato con i fisici di Princeton, della Carnegie Mellon e dell’Accademia slovacca delle scienze per sottoporre questo materiale clatrato advert un’analisi di diffrazione di raggi X altamente dettagliata su un singolo cristallo per mapparne la geometria 3D. Hanno quindi sperimentato la struttura geometrica letteralmente multiforme dei clatrati – le sue gabbie di silicio dodecaedrica (12 facce) e tetrakaidecaedrica (14 facce) – per determinare se potesse essere correlata a un altro insolito quasicristallo che hanno analizzato. trovato presso il sito della Trinità nel 2021.
Sebbene i ricercatori non siano riusciti a determinare una relazione tra questi due insoliti composti forgiati dall’esplosione nucleare, hanno notato che molti composti insoliti e ancora da scoprire esistono all’interno della trinitite rossa del sito, in attesa di essere confrontati e contrastati.
“L’indagine sistematica delle goccioline metalliche nella trinitite rossa ha rivelato una serie di fasi insolite”, hanno osservato Bindi e i suoi coautori nello studio, “che riflettono gli ambienti chimici unici prodotti durante l’esplosione”.
