25 تیر 1404 ساعت 19:58
کشف ماده‌ای غیرممکن که دهه‌ها تصور می‌شد وجود ندارد، راز پنهان نخستین آزمایش بمب اتمی را به شکلی حیرت‌انگیز آشکار کرد.
در سال ۱۳۲۴ و در سپیده‌دم شانزدهم تیرماه، ایالت نیومکزیکوی آمریکا شاهد لحظه‌ای بی‌بازگشت در تاریخ بود. ارتش ایالات متحده دستگاهی پلوتونیومی موسوم به «گجت» را برای اولین بار منفجر کرد؛ آزمونی که به «آزمایش ترینیتی» شهرت یافت. این انفجار سهمگین، معادل انرژی ۲۱ کیلوتن TNT بود و جنگ‌افزارهای نوین را به طور چشمگیری متحول کرد. از برج ۳۰ متری آزمایش و کابل‌های مسی متصل به تجهیزات ضبط تنها یک توده شیشه سبزرنگ باقی ماند؛ ماده‌ای معدنی جدید به نام «تری‌نیتیت». اکنون پس از گذشت ۸۰ سال، دانشمندان پنهان‌کاری عجیب‌ترین کشف این آزمایش هسته‌ای را فاش کرده‌اند: وجود نوعی ماده نادر و خارق‌العاده موسوم به شبه‌کریستال که زمانی تصور می‌شد ساخت آن، غیرممکن باشد.
ماده‌ای غیرممکن در نتیجه انفجار هسته‌ای
شبه‌کریستال نوعی ماده بسیار نادر است که تنها در شرایط محیطی به شدت افراطی تشکیل می‌شود؛ شرایطی که در زمین به ندرت رخ می‌دهد.
به گفته “تری والاس”، ژئوفیزیکدان آزمایشگاه ملی لس‌آلاموس، تشکیل شبه‌کریستال‌ها نیازمند شوک، دما و فشارهای شدید ناشی از رویدادهای تراژیکی مانند یک انفجار هسته‌ای است. این امر، ماده‌ای را خلق می‌کند که ساختار اتمی غیرمعمول آن، برخلاف کریستال‌های معمولی، هرگز در فضای سه‌بعدی تکرار نمی‌شود.
نمونه‌ای از تری‌نیتیت قرمز که شبه‌کریستال را در خود جای داده است.
تفاوت شبه‌کریستال‌ها با کریستال‌های معمولی
کریستال‌های شناخته‌شده‌ای مثل نمک یا الماس، اتم‌هایی با نظم و تکرار در ساختار سه‌بعدی دارند؛ اما شبه‌کریستال‌ها این قانون را نقض می‌کنند. اتم‌های آنها در الگوی غیرتکراری و پیچیده‌ای قرار گرفته‌اند که زمانی در علم غیرممکن تصور می‌شد. در سال ۱۳۶۲، شبه‌کریستال‌ها برای نخستین بار شناخته شدند و امروز می‌دانیم که تحت فشارهای شدید، حتی در رویدادهایی چون برخورد شدید شهاب‌سنگ‌ها، امکان تشکیل آنها وجود دارد.
کشف شبه‌کریستال در نمونه تری‌نیتیت قرمز
تحقیقاتی تازه به سرپرستی “لوکا بیندی”، زمین‌شناس دانشگاه فلورانس ایتالیا، تأیید کرده است که این شبه‌کریستال‌ها در نمونه‌های کمیاب تری‌نیتیت قرمز یافت می‌شوند؛ ماده‌ای رنگی که از سیم‌های مسی بخار شده و به داخل تری‌نیتیت سبزرنگ متراکم شده است. با استفاده از ابزارهایی همچون میکروسکوپ الکترونی اسکن و پراش اشعه ایکس، تیم موفق به کشف شبه‌کریستالی با تقارن چرخشی پنج‌گانه در دانه‌ای به قطر چند میکرون شده‌اند. این ماده خارق‌العاده از ترکیب سیلیکون، مس، کلسیم و آهن ساخته شده و پیچیدگی ساختاری آن، دانشمندان را شگفت‌زده کرده است.
آینده تحقیق روی شبه‌کریستال‌های حاصل از انفجار هسته‌ای
هنوز دانشمندان نمی‌دانند که عوامل محیطی دقیق چگونه شبه‌کریستال‌ها را در این شرایط ویژه پدید می‌آورند. به گفته “تری والاس”، روزی مهندسان و دانشمندان اسرار آن را کشف خواهند کرد و چشم‌اندازهای جدیدی نسبت به ماهیت چنین انفجارهای هسته‌ای باز خواهند شد. این دانش، می‌تواند درک کامل‌تری از زیان‌ها و اثرات آزمون‌های هسته‌ای ارائه دهد؛ دانشی که می‌تواند تحولاتی مثبت در شناخت تکنولوژی‌های مرتبط ایجاد کند.
source