کریستال گران‌قیمتی که بعد از آزمایش هسته‌ای به وجود می‌آید

در ساعت ۵:۲۹ صبح روز ۱۶ ژوئیه ۱۹۴۵، در ایالت نیومکزیکو، برشی وحشتناک از تاریخ رقم خورد. زمانی که ارتش ایالات متحده یک دستگاه انفجار پلوتونیوم معروف به گجت را منفجر کرد و آرامش سپیده دم از هم پاشید.

انتشار انرژی، معادل ۲۱ کیلوتن TNT، برج آزمایش ۳۰ متری و کیلومترها سیم مسی را که آن را به تجهیزات ضبط وصل می کرد تبخیر کرد و یک ماده معدنی جدید به نام ترینیتیت را به وجود آورد.

تری والاس، ژئوفیزیکدان از آزمایشگاه ملی لوس آلاموس در سال ۲۰۲۱ توضیح داد: «شبه بلورها در محیط های شدیدی که به ندرت در زمین وجود دارند، تشکیل می شوند. آنها به یک رویداد آسیب زا با شوک، دما و فشار شدید نیاز دارند.»

بیشتر کریستال‌ها، از نمک خوراکی ساده گرفته تا سخت‌ترین الماس‌ها، از یک قانون پیروی می‌کنند: اتم‌های آنها در ساختار شبکه‌ای قرار گرفته‌اند که در فضای سه‌بعدی تکرار می‌شود. شبه بلورها این قانون را زیر پا می گذارند، الگویی که در آن اتم های آنها مرتب تکرار نمی‌شود.

هنگامی که این مفهوم برای اولین بار در جهان علمی در سال ۱۹۸۴ ظهور کرد، تصور می‌شد که این غیرممکن است، سپس آنها در واقع پیدا شدند، هم در محیط‌های آزمایشگاهی و هم در طبیعت و در اعماق شهاب‌سنگ‌ها که توسط شوک ترمودینامیکی ناشی از حوادثی مانند برخورد با سرعت بالا ایجاد شده‌اند.

با دانستن اینکه شرایط سخت برای تولید شبه بلورها لازم است، تیمی از دانشمندان به سرپرستی زمین‌شناس لوکا بیندی از دانشگاه فلورانس در ایتالیا تصمیم گرفتند نگاهی دقیق‌تر به ترینیتیت بیندازند.

اما نه چیزهای سبز. اگرچه آنها غیرمعمول هستند، اما به اندازه کافی شبه بلورها را دیده‌ایم که بدانیم آنها تمایل به ترکیب فلزات دارند، بنابراین تیم به دنبال شکل بسیار کمیاب‌تری از این ماده معدنی – ترینیتیت قرمز، با توجه به رنگ آن توسط سیم‌های مسی تبخیر شده درون آن رفتند.

آنها با استفاده از تکنیک هایی مانند میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش اشعه ایکس، شش نمونه کوچک از ترینیتیت قرمز را تجزیه و تحلیل کردند. در نهایت، آنها به یکی از نمونه‌های عجیب برخوردند، یک دانه ریز ۲۰ وجهی سیلیکون، مس، کلسیم و آهن، با تقارن چرخشی پنج برابری غیرممکن در کریستال‌های معمولی، یک «پیامد ناخواسته» جنگ‌!

والاس در سال ۲۰۲۱، زمانی که تحقیقات این تیم منتشر شد، توضیح داد: «این شبه بلور از نظر پیچیدگی فوق‌العاده است، اما هنوز کسی نمی‌تواند به ما بگوید که چرا به این شکل، شکل گرفته است.»

اما روزی یک دانشمند یا مهندس قرار است این را بفهمد و پرده از مقابل چشمان ما برداشته شود و توضیح ترمودینامیکی برای ایجاد آن خواهیم داشت.