1945 წლის 16 ივლისს, დილის 5:29 საათზე, ნიუ-მექსიკოს შტატში, ისტორიის უმნიშვნელოვანესი მოვლენა მოხდა.
განთიადის სიმშვიდე აშშ-ის არმიის მიერ პლუტონიუმის ასაფეთქებელი მოწყობილობის, სახელად „გაჯეტის“ აფეთქებამ დაარღვია — ეს გახლდათ ბირთვული ბომბის პირველი გამოცდა, რომელსაც „ტრინიტი“ უწოდეს. ამ მომენტმა საომარი მოქმედებები სამუდამოდ შეცვალა.
გამოყოფილმა ენერგიამ, რაც 21 ტონა ტროტილის ექვივალენტი იყო, ააორთქლა 30 მეტრის სიმაღლის საცდელი კოშკი და სპილენძის მავთულები, რომლებიც მას ჩამწერ აღჭურვილობასთან აკავშირებდა. წარმოქმნილმა ცეცხლოვანმა ბურთმა კოშკი და ასფალტი ქვეშ არსებულ ასფალტს და უდაბნოს ქვიშას შეურწყა და წარმოიქმნა ახალი მინერალი, სახელად ტრინიტიტი.
ათწლეულების შემდეგ, მეცნიერებმა ტრინიტიტის ნატეხში დამალული საიდუმლო აღმოაჩინეს — მატერიის იშვიათი ფორმა, რომელსაც კვაზიკრისტალს უწოდებენ და როგორც ერთ დროს მიიჩნეოდა, მისი არსებობა შეუძლებელი უნდა ყოფილიყო.
„კვაზიკრისტალები ექსტრემალურ გარემო პირობებში წარმოიქმნება და დედამიწაზე იშვიათად არსებობს. მათთვის საჭიროა ტრავმატული მოვლენები ექსტრემალური შოკით, ტემპერატურითა და წნევით. ასეთ რამეს კი ხშირად ვერ ვხედავთ, თუ არ ჩავთვლით რაღაც ისეთ დრამატულს, როგორიც არის ბირთვული აფეთქება“, — ამბობს ლოს-ალამოსის ეროვნული ლაბორატორიის გეოფიზიკოსი ტერი უოლასი.
კრისტალთა უმეტესობა, უბრალო სუფრის მარილით დაწყებული, ყველაზე მტკიცე ალმასებით დამთავრებული, ერთსა და იმავე წესს ემორჩილება: მათი ატომები განლაგებულია ბადის სტრუქტურით, რომელიც სამგანზომილებიან სივრცეში მეორდება. კვაზიკრისტალები ამ წესს არღვევს — აქვთ მახასიათებელი, რომელშიც მათი ატომები ისეა ჩაწყობილი, რომ არ მეორდება.
როდესაც კონცეპტი სამეცნიერო წრეებში 1984 წელს პირველად გამოჩნდა, მიიჩნიეს, რომ ეს შეუძლებელი იყო: კრისტალები ან მოწესრიგებულად მიაჩნდათ, ან მოუწესრიგებლად, მათ შორის კი არაფერი სხვა არ უნდა ყოფილიყო. თუმცა, შემდეგ ისინი აღმოაჩინეს — შექმნეს როგორც ლაბორატორიის გარემოში, ასევე იპოვეს ბუნებაშიც, კონკრეტულად მეტეორიტებში, სადაც ისინი ჰიპერჩქარი დარტყმების მსგავსი მოვლენების თერმოდინამიკური შოკის შედეგად არის წარმოქმნილი.
ვინაიდან იცოდნენ, რომ კვაზიკრისტალთა წარმოსაქმნელად ასეთი ექსტრემალური გარემო პირობების საჭირო, ფლორენციის უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფმა გეოლოგ ლუკა ბინდის ხელმძღვანელობით, ტრინიტიტის დეტალურად შესწავლა გადაწყვიტა.
მიუხედავად იმისა, რომ იშვიათობას წარმოადგენს, უკვე საკმარისი კვაზიკრისტალები გვაქვს ნანახი, რათა ვიცოდეთ, რომ მათში ხშირად არის ჩართული ლითონები; ამიტომ, ჯგუფმა მინერალის გაცილებით იშვიათი ფორმის კვლევა გადაწყვიტა — წითელი ტრინიტიტის, რომელმაც ეს ფერი სპილენძის მავთულების აორთქლების შედეგად მიიღო.
ისეთი მეთოდების გამოყენებით, როგორებიც არის ელექტრონული მიკროსკოპით სკანირება და რენტგენული დიფრაქცია, მათ წითელი ტრინიტის ექვსი პატარა ნატეხი შეისწავლეს. საბოლოოდ, მათ მიიღეს ხუთმაგი ბრუნვადი სიმეტრიის მინიშნება ერთ-ერთ ნიმუშში — სილიციუმის, სპილენძის, კალციუმისა და რკინის ციცქნა, 20-გვერდა კრისტალში, რაც შეუძლებელი უნდა ყოფილიყო ჩვეულებრივ კრისტალებში; ეს გახლდათ ბირთვული იარაღის გამოცდის მოულოდნელი შედეგი.
„ეს კვაზიკრისტალი უბადლოა თავისი კომპლექსურობით, მაგრამ ჯერ არავის შეუძლია იმის თქმა, თუ რატომ წარმოიქმნა ის ამ სახით“, — განმარტავს უოლასი.
მისივე თქმით, ერთ მშვენიერ დღეს, ამას რომელიმე მეცნიერი ან ინჟინერი დაადგენს.
ეს აღმოჩენა წარმოადგენს ჩვენთვის ცნობილ უძველეს ხელოვნურ კვაზიკრისტალს და ის მიუთითებს, კვაზიკრისტალთა წარმოსაქმნელად შეიძლება სხვა ბუნებრივი გზებიც არსებობდეს. მაგალითად, ელვის მიერ ქვიშის დადნობით გამოჭედილი ფულგურიტები და მეტეორიტთა დაცემის ადგილებში არსებული მასალები შეიძლება ბუნებაში კვაზიკრისტალების წყარო იყოს.
კვლევის შედეგები მეცნიერებს ასევე შეიძლება დაეხმაროს უკანონო ბირთვული ცდების უკეთ გაგებაში, რათა საბოლოოდ შეიზღუდოს ბირთვული შეიარაღების გავრცელება. ბირთვული ცდების სხვა ადგილებზე წარმოქმნილი მინერალების შესწავლით შეიძლება უფრო მეტი კვაზიკრისტალი აღმოვაჩინოთ, რომელთა თერმოდინამიკური თვისებები შეიძლება ბირთვული სასამართლო ექსპერტიზის ინსტრუმენტი გახდეს.
კვლევა ჟურნალ PNAS-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია lanl.gov-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
