Världens första kärnvapentest skapade ”omöjliga” kvasikristallen

2021-05-27 07:00  

Utanför laboratoriet hade kvasikristall bara hittats i en meteorit. Nu visar det sig att trinitit som uppstod vid det första kärnvapentestet kan vara en annan källa.

Vad som i dag kallas för White Sands Missile Range var platsen för Trinitytestet – historiens första kärnvapenprov som genomfördes den 16 juli 1945. Bomben var av kompressionsmodell, där uran eller plutonium formas till en sfär som omges av flera lager med sprängmedel. Vid detonation komprimeras sfären så att det klyvbara materialet blir kritiskt och en kedjereaktion uppstår.

Den första detonationen i New Mexico motsvarade 21 kiloton trotyl, och kraften i Trinity-bombens plutonium räckte för att förånga det 30 meter höga torn där man hade hissat upp "Gadget". På platsen skapades en 330 meter bred och tre meter djup krater. I den kiselhaltiga sanden bildade värmen också en ny, glasartad substans som döptes till trinitit.

Materialet kan vara grönt eller i mer ovanliga fall rödfärgat, samt i extremt sällsynta fall svart. Bitarna har plockats hem som souvenirer och handlas med av samlare, men trinitit har också avslöjat en udda egenskap – naturligt förekommande kvasikristall. Det rapporterar Science Alert.

Det innebär att dess struktur inte följer spelreglerna för kristall, detta genom att atomerna är regelbundet ordnade samtidigt som det geometriska mönstret aldrig upprepas. När forskaren Dan Shechtman stötte på kvasikristall 1982 så var många tveksamma till hans påstående, men för upptäckten fick israelen Nobelpriset i kemi 2011.

”Magnifik komplexitet”

Trots att man har framställt hundratals olika kvasikristaller var det tidigare bara en plats där vetenskapen hade sett strukturen formad utanför laboratoriet – och det var djupt inne i en meteorit, förmodligen till följd av värmeutvecklingen vid det våldsamma nedslaget.

Läs mer: Vad händer om vi spränger världens kraftfullaste kärnvapen på jordens djupaste plats?

Forskarna vid University of Florence, som har studerat meteoriten, insåg att trinitit uppstod under liknande våldsamma förhållanden. Nu har de hittat en kvasikristall i en bit röd trinitit som skapades av Gadget 1945. Färgen kommer i själva verket från koppar i de förångade kablar som var kopplade till bombtornet. Forskarnas testbit innehöll även kisel, kalcium och järn.

– Komplexiteten hos den här kvasikristallen är magnifik, men ännu kan ingen berätta för oss varför den är utformad på det här sättet. Men en dag kommer en forskare eller ingenjör att lista ut det, och då kommer fjällen att falla från våra ögon – och vi får en termodynamisk förklaring till hur det uppstår. Sedan kan vi förhoppningsvis använda den kunskapen för att bättre förstå kärnvapenexplosioner, vilket i slutändan kan ge en mer komplett bild av vad ett kärnvapentest innebär, säger Terry Wallace vid Los Alamos National Laboratory.

John Edgren

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt