เว็บตรง ผลึกควอซิกคริสตัลที่เพิ่งค้นพบก่อตัวขึ้นในการทดสอบระเบิดปรมาณูลูกแรก

เว็บตรง ‘Trinitite’ มีวัสดุที่สั่งแต่ไม่ทำซ้ำทันใดนั้น ระเบิดก็ทำลายทุกสิ่ง หอคอยที่มันนั่งและลวดทองแดงพันรอบ: กลายเป็นไอ ทรายทะเลทรายด้านล่าง: ละลาย

ผลที่ตามมาของการทดสอบระเบิดปรมาณูครั้งแรกในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2488 เศษซากทั้งหมดนี้หลอมรวมเข้าด้วยกัน ทำให้พื้นดินของพื้นที่ทดสอบในนิวเม็กซิโกเคลือบด้วยสารที่เป็นแก้วซึ่งปัจจุบันเรียกว่าทรินิไทต์ อุณหภูมิและความดันสูงช่วยสร้างโครงสร้างที่ผิดปกติภายในชิ้นส่วนของทรินิไทต์ชิ้นเดียว ในเม็ดวัสดุที่มีขนาดกว้างเพียง 10 ไมโครเมตร ซึ่งยาวกว่าเซลล์เม็ดเลือดแดงเล็กน้อย

ธัญพืชดังกล่าวมี สสาร 

ในรูปแบบหายากที่เรียกว่า quasicrystalซึ่งถือกำเนิดขึ้นในขณะที่ยุคนิวเคลียร์เริ่มต้นขึ้น นักวิทยาศาสตร์รายงานวันที่ 17 พฤษภาคมในProceedings of the National Academy of Sciences

คริสตัลธรรมดาทำจากอะตอมที่ถูกล็อกไว้ในโครงตาข่ายที่ทำซ้ำในรูปแบบปกติ ควอตซ์คริสตัลมีโครงสร้างที่เป็นระเบียบเหมือนคริสตัลทั่วไป แต่ไม่เกิดซ้ำ ซึ่งหมายความว่า quasicrystal สามารถมีคุณสมบัติที่ต้องห้ามสำหรับผลึกปกติ ควอตซ์คริสตัล ถูกค้นพบครั้งแรกในห้องแล็บในปี 1980 โดยธรรมชาติยังปรากฏอยู่ในอุกกาบาต อีกด้วย ( SN: 12/8/16 )

quasicrystal ที่เพิ่งค้นพบใหม่จากไซต์ทดสอบนิวเม็กซิโกเป็นอัญมณีที่เก่าแก่ที่สุดที่มนุษย์รู้จัก

Trinitite ใช้ชื่อเล่นจากการทดสอบนิวเคลียร์ชื่อ Trinityซึ่งวัสดุถูกสร้างขึ้นอย่างมากมาย ( SN: 4/8/21 ) เทอร์รี วอลเลซ นักธรณีฟิสิกส์ ผู้ร่วมวิจัยและผู้อำนวยการกิตติคุณของห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอส อาลามอส ในนิวเม็กซิโก กล่าวว่า “คุณยังสามารถซื้อได้มากบนอีเบย์”

แต่เขาตั้งข้อสังเกตว่า ทริไนต์ที่ทีมศึกษานั้นเป็นพันธุ์ที่หายากกว่า เรียกว่า ทริไนต์สีแดง ทรินิไทต์ส่วนใหญ่มีสีเขียว แต่ทริไนต์สีแดงมีทองแดง เศษลวดที่ทอดยาวจากพื้นถึงระเบิด ควาซิคริสตัลมักพบในวัสดุที่ได้รับผลกระทบรุนแรงและมักเกี่ยวข้องกับโลหะ ทริไนต์สีแดงเข้าได้กับทั้งสองเกณฑ์

แต่ก่อนอื่นทีมงานต้องหาบ้าง

นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Paul Steinhardt จากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันกล่าวว่า “ฉันถามหา Red Trinitite เป็นเวลาหลายเดือนเป็นเวลาหลายเดือน แต่ Steinhardt ซึ่งเป็นที่รู้จักจากการเดินป่าไปยังไซบีเรียเพื่อค้นหา quasicrystals ก็ไม่ถูกขัดขวาง ( SN: 2/19/19 ) ในที่สุด นักแร่วิทยา Luca Bindi แห่งมหาวิทยาลัยฟลอเรนซ์ก็ได้รับความช่วยเหลือจากผู้เชี่ยวชาญด้านทรินิไทต์ซึ่งเริ่มร่วมมือกับทีม จากนั้นงานหนักก็เริ่มต้นขึ้น โดย Bindi “ตรวจดูทุกจุดเล็ก ๆ ด้วยกล้องจุลทรรศน์” ของตัวอย่างทรินิไทต์ Steinhardt กล่าว ในที่สุด Bindi ก็ดึงเมล็ดพืชเล็กๆ ออกมา นักวิจัยได้เปิดเผยว่าวัสดุดังกล่าวมีความสมมาตรแบบที่พบได้ในผลึกควอซิกเท่านั้น 

ผลึกควอซิกคริสตัลชนิดใหม่นี้ประกอบด้วยซิลิกอน ทองแดง แคลเซียม และเหล็ก เป็น “สิ่งใหม่สำหรับวิทยาศาสตร์” Chi Ma นักแร่วิทยาจาก Caltech ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้กล่าว “มันเป็นการค้นพบที่ค่อนข้างเจ๋งและน่าตื่นเต้น” เขากล่าว

การค้นหาผลึกควอซิคริสตัลในอนาคตอาจตรวจสอบวัสดุอื่นๆ ที่ได้รับผลกระทบจากการระเบิด เช่น หลุมอุกกาบาตหรือ ฟุลกูไร ต์ โครงสร้างหลอมละลายซึ่งเกิดขึ้นเมื่อฟ้าผ่ากระทบดิน ( SN: 3/16/21 )

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าสิ่งประดิษฐ์ตั้งแต่กำเนิดของยุคอะตอมยังคงเป็นที่สนใจทางวิทยาศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุ Miriam Hiebert แห่งมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ในคอลเลจพาร์ค ผู้วิเคราะห์วัสดุจากช่วงเวลาสำคัญอื่นๆ ในประวัติศาสตร์นิวเคลียร์ กล่าว ( SN: 5/1/ 19 ). “วัตถุและวัสดุทางประวัติศาสตร์ไม่ได้เป็นเพียงความอยากรู้อยากเห็นในตู้ของนักสะสม แต่สามารถมีคุณค่าทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง” เธอกล่าว

นั่นเป็นเพราะนักวิทยาศาสตร์ไม่เคยสามารถอยู่กับมันได้นานนัก ภารกิจของดาวหางก่อนหน้านี้ทั้งหมดเป็นการบินผ่าน ซึ่งกินเวลาไม่กี่ชั่วโมง หาก Philae เชื่อมโยงไปถึงการลงจอดในเดือนพฤศจิกายน มันสามารถทำงานบนพื้นผิว 67P ได้จนถึงเดือนมีนาคม 2015 เมื่อความร้อนจากดวงอาทิตย์จะร้อนเกินไปสำหรับคนงานที่ลงจอด Rosetta จะอยู่ที่ 67P จนถึงเดือนสิงหาคมเมื่อดาวหางเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดที่ระยะทาง 185 ล้านกิโลเมตร แต่โรเซตต้าจะไม่ยอมแพ้ที่นั่น มันจะยังคงโคจรรอบดาวหางจนถึงอย่างน้อยธันวาคม 2558

วิทยาศาสตร์มีโอกาสติดตามว่าความร้อนของดวงอาทิตย์เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของดาวหางอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป ในการทำเช่นนี้ Philae จะระบุองค์ประกอบและสารประกอบที่ประกอบเป็นพื้นผิวดาวหางก่อน วัสดุเหล่านี้อาจคงอยู่ไม่เปลี่ยนแปลงเป็นเวลาหลายพันล้านปี และสามารถให้เบาะแสนักวิทยาศาสตร์ได้ว่ามีวัสดุใดบ้างเมื่อระบบสุริยะเริ่มก่อตัว

นักวิทยาศาสตร์สนใจโมเลกุลที่มีคาร์บอนและไฮโดรเจนมากที่สุด ( SN: 1/11/14, p. 7 ) ซึ่งอาจมีอยู่ก่อนการกำเนิดของระบบสุริยะด้วยซ้ำ นักวิจัยยังมองหากรดอะมิโนและองค์ประกอบอื่นๆ ของชีวิตที่อาจส่งมายังโลกโดยดาวหาง ภารกิจที่ผ่านมาได้พบวัสดุทั้งสองชนิดบนดาวหางมาก่อน (ดูแถบด้านข้างด้านบน “ดาวหางเยี่ยมชมโดยยานอวกาศ”) หากมีอยู่บน 67P พวกเขาสามารถเพิ่มเติมหลักฐานเพิ่มเติมสำหรับความคิดของนักวิทยาศาสตร์ที่ดาวหางส่งส่วนผสมสำหรับชีวิตมายังโลก เว็บตรง