После первого испытания атомной бомбы в июле 1945 года весь этот мусор слился вместе, оставив землю испытательного полигона в Нью-Мексико, покрытую стекловидным веществом, которое теперь называется тринититом. Высокие температуры и давление помогли создать необычную структуру в одном куске тринитита, в зерне материала всего 10 микрометров в поперечнике — немного длиннее эритроцита.
Это зерно содержит редкую форму материи, называемую квазикристаллом, которая родилась в момент начала ядерной эры, сообщают ученые 17 мая в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Нормальные кристаллы состоят из атомов, заключенных в решетку, повторяющуюся в регулярном порядке. Квазикристаллы имеют структуру, упорядоченную, как у нормального кристалла, но не повторяющуюся. Это означает, что квазикристаллы могут обладать свойствами, запрещенными для обычных кристаллов. Впервые обнаруженные в лаборатории в 1980-х годах, квазикристаллы также появляются в природе в метеоритах.
Недавно обнаруженный квазикристалл на полигоне в Нью-Мексико — самый старый из известных, созданных людьми.
Тринитит получил свое название от ядерного испытания под названием Тринити, в ходе которого материал был создан в изобилии. «Вы все еще можете купить много на eBay», — говорит геофизик Терри Уоллес, соавтор исследования и заслуженный директор Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико.
Но, отмечает он, тринитит, изученный командой, был более редкой разновидностью, называемой красным тринититом. Большинство тринититов имеют зеленоватый оттенок, но красный тринитит содержит медь, остатки проводов, протянувшихся от земли до бомбы. Квазикристаллы обычно встречаются в материалах, которые подверглись сильному удару и обычно содержат металлы. Красный тринитит соответствует обоим критериям.
Но сначала команде нужно было кое-что найти.
«Я много месяцев искал красный тринитит», — говорит физик-теоретик Пол Стейнхард из Принстонского университета. Но Стейнхардта, известного своими походами в Сибирь в поисках квазикристаллов, это не остановило. В конце концов он и его коллеги получили кое-что от эксперта по тринититу, который начал сотрудничать с командой. Затем началась кропотливая работа: «просмотр каждой маленькой микроскопической точки» образца тринитита, — говорит Стейнхардт. Наконец, исследователи извлекли крошечное зерно. Рассеивая через него рентгеновские лучи, исследователи обнаружили, что этот материал обладает симметрией, присущей только квазикристаллам.