Ученые продолжают находить уникальные последствия первого в истории человечества ядерного взрыва, произведенного 16 июля 1945 года в штате Нью-Мексико. В ходе испытания под кодовым названием «Тринити» был подорван плутониевый имплозивный заряд, известный как «Гаджет». Спустя более восьми десятилетий в породах, образовавшихся в эпицентре того взрыва, исследователи обнаружили кристаллическую структуру, которая в обычных земных условиях существовать не способна.
Результаты работы группы геологов во главе с Лукой Бинди из Флорентийского университета были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Ученые установили, что экстремальные кратковременные условия, порожденные ядерным взрывом, могут приводить к синтезу твердотельных фаз, недостижимых традиционными методами. В процессе исследования в образце красного тринитита был выявлен ранее неизвестный науке кубический клатрат первого типа, состоящий из силиката кальция и меди. Это первое кристаллографически подтвержденное соединение такого рода, идентифицированное среди продуктов ядерного взрыва.
Сам момент детонации был катастрофическим: выделившаяся энергия мощностью в 21 килотонну в тротиловом эквиваленте мгновенно испарила 30-метровую стальную испытательную башню, медные кабели и регистрирующую аппаратуру. Раскаленный огненный шар сплавил остатки металла, асфальт и пустынный песок, подняв их в грибовидное облако. При резком охлаждении эта смесь превратилась в стекловидную субстанцию, названную впоследствии тринититом. Именно в этой породе ранее, в 2021 году, той же научной группой был обнаружен неожиданный квазикристалл. Теперь же, рядом с ним, специалисты наткнулись и на клатрат — особую «клеточную» решетку из атомов, способную удерживать внутри себя другие атомы.
Неорганические клатраты крайне редки в природе, поскольку для их формирования требуется очень специфическая среда. Во время взрыва «Тринити» эти условия возникли лишь на короткий миг: ударный эффект, температура, превышающая 1500 градусов по Цельсию, и давление от 5 до 8 гигапаскалей, которое затем резко обрушилось. Мгновенное падение показателей и быстрое остывание как бы зафиксировали атомы в необычной конфигурации, превратив материал в минералогический слепок момента детонации. Проведя рентгеновскую дифракцию и математическое моделирование, исследователи пришли к выводу, что найденные по соседству клатрат и квазикристалл, несмотря на схожий состав из кремния, меди и следов железа, образовались независимо друг от друга — слишком высокая концентрация меди исключила возможность их взаимного превращения.
По мнению авторов работы, подобные изыскания помогают не только глубже понимать последствия ядерных испытаний, но и предлагают новые криминалистические инструменты для исследования мест взрывов. В более широком смысле ученые рассматривают редкие высокоэнергетические события, включая удары молний и скоростные столкновения, как естественные лаборатории для получения неожиданных кристаллических веществ, которые невозможно синтезировать в спокойной обстановке.
