گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
آزمایش بمب اتمی به خودی خود، رویداد شگفت انگیزی است، اما باید بدانید که یکی از نتایج آن، تشکیل شبه بلوری عجیب و نامتعارف است.
در ساعت 5:29 صبح 16 ژانویه 1945، در ایالت نیومکزیکو، برگی وحشتناک به دفتر تاریخ اضافه شد. زمانی که ارتش ایالات متحده آمریکا، یک دستگاه انفجار پلوتونیومی با لقب «گجت» را منفجر کرد؛ اولین آزمایش بمب اتمی تاریخ با نام «آزمایش ترینیتی» که آرامش سپیده دم را در هم کوبید. از این لحظه به بعد بود که جنگ‌های آینده برای همیشه تغییر کردند.
انتشار انرژی، معادل انفجار 21 کیلوتن تی‌ان‌تی، برج آزمایشی 30 متری (98 فوت) و چندین مایل سیم مسی را که برج را به تجهیزات ضبط وصل می‌کرد، تبخیر کرد. گلوله‌ی آتشین حاصل، برج و مس را با آسفالت و ماسه‌ی بیابان ترکیب کرد و شیشه‌ای سبز رنگ حاصل شد؛ یک ماده معدنی جدید به نام ترینیتیت (Trinitite).
اعضای پروژه منهتن که در نهایت موفق به ساخت بمب اتم شدند
چند دهه بعد، دانشمندان رازی را کشف کردند که در تکه‌ای از این عنصر سه‌گانه پنهان شده بود. شکل نادری از ماده که به عنوان شبه بلور شناخته می‌شود و زمانی تصور می‌شد که وجود آن غیرممکن باشد.
تری والاس، ژئوفیزیکدان از آزمایشگاه ملی لوس آلاموس، سال گذشته توضیح داد:
شبه بلورها در شرایط و محیط ویژه‌ای تشکیل می‌شوند که به ندرت در زمین وجود دارد. آنها به یک رویداد آسیب‌زا به همراه شوک، دما و فشار شدید نیاز دارند. ما معمولا چنین شرایطی را در محیط طبیعی نمی‌بینیم؛ مگر در موارد شگفت انگیزی مانند آزمایش های بمب اتمی.
بیشتر کریستال‌ها، از نمک خوراکی ساده گرفته تا سخت‌ترین الماس‌ها، از یک قانون پیروی می‌کنند: اتم‌های آنها در ساختار شبکه‌ای منظم قرار گرفته‌اند که در فضای سه‌بعدی تکرار می‌شود. شبه بلورها این قانون را زیر پا می‌گذارند. الگویی که اتم آنها را تشکیل می‌دهد، تکرار نمی‌شود.
در سال 1984 هنگامی که این مفهوم برای اولین بار در جهان علمی مطرح شد، تصور بر این بود که این امر غیرممکن است: کریستال‌ها یا مرتب شده‌اند یا بی‌نظم هستند؛ حد وسطی وجود ندارد. سپس این مواد عجیب مشاهده شدند، هم در محیط‌های آزمایشگاهی و هم در طبیعت، حتی در اعماق شهاب سنگ‌ها که توسط شوک ترمودینامیکی ناشی از حوادثی مانند برخورد با سرعت بالا ایجاد شده بودند.
با دانستن اینکه شرایط سخت برای تولید شبه بلورها ضروری است، تیمی از دانشمندان به سرپرستی زمین شناس لوکا بیندی از دانشگاه فلورانس در ایتالیا تصمیم گرفتند تا نگاهی دقیق‌تر به ترینیتیت بیندازند.
اما نه نمونه‌های سبز. اگرچه آنها هم کمیاب هستند، اما به اندازه کافی آزمایش روی این شبه بلورها انجام شده که بدانیم آنها تمایل به ترکیب با فلزات دارند. بنابراین تیم تحقیقاتی به دنبال شکل بسیار کمیاب‌تری از این ماده معدنی رفت: ترینیتیت قرمز. رنگ قرمز آن نتیجه‌ی تبخیر سیم‌های مسی و نفوذ به درون آن است.
آنها با استفاده از تکنیک‌هایی مانند بررسی با میکروسکوپ الکترونی و پراش اشعه ایکس، شش نمونه کوچک از ترینیتیت قرمز را آنالیز کردند. در نهایت، آنها به نمونه‌‌ای خاص برخوردند. یک دانه‌ی ریز 20 وجهی از جنس سیلیکون، مس، کلسیم و آهن با تقارن دورانی پنج برابری که در کریستال‌های معمولی غیرممکن است؛ پیامدی ناخواسته و به شدت عجیب از جنگ‌افروزی بشریت.
اولین شبه بلور کشف شده، حاصل انفجار اتمی
در سال 2021 و پس انتشار تحقیقات این تیم، والاس توضیح داد: «این شبه بلور از نظر پیچیدگی فوق‌العاده است، اما هنوز کسی نمی‌تواند توضیح دهد که چرا اینگونه شکل گرفته است».
«اما بالاخره روزی فرا می‌رسد که یک دانشمند یا مهندس نخبه از این راز پرده‌برداری می‌کند و توضیحی ترمودینامیکی برای ایجاد آن ارائه خواهد داد. امیدوارم بعد از آن بتوانیم از این دانش برای درک بهتر انفجارهای هسته‌ای استفاده کنیم و در نهایت تصویر کامل‌تری از آنچه آزمایش بمب اتمی به ارمغان می‌آورد، داشته باشیم».
این اکتشاف، قدیمی‌ترین شبه بلور انسانی به شمار می‌رود و نشان می‌دهد که احتمالا مسیرهای طبیعی دیگری برای تشکیل شبه بلورها وجود داشته باشد. برای مثال، فولگوریت‌های شن مذاب که حاصل برخورد صاعقه هستند و مواد تشکیلی از برخورد شهاب سنگ‌ها، هر دو می‌توانند منبع شبه کریستال‌ها در طبیعت باشند.
به گفته محققان، این تحقیق می‌تواند به ما درک بهتری از آزمایش های غیرقانونی بمب اتمی بدهد تا بتوانیم از گسترش تسلیحات هسته‌ای جلوگیری کنیم. مطالعه مواد معدنی تشکیل شده در دیگر مناطق آزمایش هسته‌ای می‌تواند به کشف شبه بلورهای بیشتری منجر شود. دانشمندان می‌توانند از خواص ترمودینامیکی آنها به عنوان ابزاری برای «کالبد سنجی هسته‌ای» استفاده کنند.
والاس گفت: «درک تسلیحات هسته‌ای دیگر کشورها مستلزم آن است که درک روشنی از برنامه‌های آزمایش هسته‌ای آنها داشته باشیم».
«ما معمولا زباله‌های رادیواکتیو و گازها را تجزیه و تحلیل می‌کنیم تا بفهمیم سلاح‌ها چگونه ساخته شده‌اند یا حاوی چه موادی هستند، اما این نشانه‌ها به مرور ناپدید می‌شوند. شبه بلورهای تشکیل شده در انفجار هسته‌ای می‌توانند اطلاعات بیشتری ارائه دهند؛ ضمن اینکه برای همیشه باقی خواهند ماند و تجزیه نمی‌شوند».
نسخه‌ی کامل این کار تحقیقاتی در رسانه PNAS منتشر شده است.
