A las 5:29 am de la mañana del 16 de julio de 1945, en el estado de Nuevo México, se hizo una terrible porción de la historia.

La calma del amanecer se rompió cuando el ejército de los Estados Unidos detonó un dispositivo de implosión de plutonio conocido como Gadget, la primera prueba mundial de una bomba nuclear, conocida como prueba Trinity. Este momento cambiaría la guerra para siempre.

La liberación de energía, equivalente a 21 kilotones de TNT, vaporizó la torre de prueba de 30 metros (98 pies) y millas de cables de cobre que la conectaban al equipo de grabación. La bola de fuego resultante fusionó la torre y el cobre con el asfalto y la arena del desierto debajo para formar vidrio verde, un nuevo mineral llamado trinitita.

Décadas más tarde, los científicos descubrieron un secreto escondido en un trozo de esa trinitita, una forma rara de materia conocida como cuasicristal , que alguna vez se pensó que era imposible.

“Los cuasicristales se forman en entornos extremos que rara vez existen en la Tierra”, explicó en 2021 el geofísico Terry Wallace del Laboratorio Nacional de Los Álamos .

“Requieren un evento traumático con shock, temperatura y presión extremos. Normalmente no vemos eso, excepto en algo tan dramático como una explosión nuclear”.

La mayoría de los cristales, desde la humilde sal de mesa hasta los diamantes más duros, obedecen a la misma regla: sus átomos están dispuestos en una estructura reticular que se repite en el espacio tridimensional. Los cuasicristales rompen esta regla: el patrón en el que están dispuestos sus átomos no se repite.

Cuando el concepto surgió por primera vez en el mundo científico en 1984, se pensaba que esto era imposible : los cristales estaban ordenados o desordenados, sin ningún punto intermedio. Luego fueron encontrados, tanto creados en entornos de laboratorio como en la naturaleza: en las profundidades de los meteoritos , forjados por choques termodinámicos de eventos como un impacto a hipervelocidad.

Sabiendo que se requieren condiciones extremas para producir cuasicristales, un equipo de científicos dirigido por el geólogo Luca Bindi de la Universidad de Florencia en Italia decidió examinar más de cerca la trinitita.

Pero no las cosas verdes. Aunque son poco comunes, hemos visto suficientes cuasicristales como para saber que tienden a incorporar metales, por lo que el equipo buscó una forma mucho más rara del mineral: la trinitita roja, dado su tono por los alambres de cobre vaporizados incorporados en él.

Utilizando técnicas como la microscopía electrónica de barrido y la difracción de rayos X, analizaron seis pequeñas muestras de trinitita roja. Finalmente, consiguieron un éxito en una de las muestras: un pequeño grano de silicio, cobre, calcio y hierro de 20 lados, con una simetría rotacional cinco veces imposible en los cristales convencionales, una “consecuencia no deseada” del belicismo.

“Este cuasicristal es magnífico en su complejidad, pero nadie puede decirnos todavía por qué se formó de esta manera”, explicó Wallace en 2021, cuando se publicó la investigación del equipo.

“Pero algún día, un científico o ingeniero se dará cuenta de eso y se nos quitará la escama de los ojos y tendremos una explicación termodinámica para su creación. Entonces, espero, podremos usar ese conocimiento para comprender mejor las explosiones nucleares y “En última instancia, conduciremos a una imagen más completa de lo que representa una prueba nuclear”.

Este descubrimiento representa el cuasicristal antropogénico más antiguo conocido y sugiere que puede haber otras vías naturales para la formación de cuasicristales. Por ejemplo, las fulguritas de arena fundida forjada por rayos y el material de los sitios de impacto de meteoritos podrían ser una fuente de cuasicristales en la naturaleza.

La investigación también podría ayudarnos a comprender mejor las pruebas nucleares ilícitas, con el objetivo final de frenar la proliferación de armamentos nucleares, dijeron los investigadores. El estudio de los minerales forjados en otros sitios de pruebas nucleares podría descubrir más cuasicristales, cuyas propiedades termodinámicas podrían ser una herramienta para la ciencia forense nuclear.

“Comprender las armas nucleares de otros países requiere que tengamos una comprensión clara de sus programas de pruebas nucleares”, dijo Wallace .

“Normalmente analizamos desechos y gases radiactivos para comprender cómo se construyeron las armas o qué materiales contenían, pero esas firmas se desintegran. Un cuasicristal que se forma en el sitio de una explosión nuclear puede brindarnos potencialmente nuevos tipos de información, y ellos’ Existiremos para siempre.”

La investigación ha sido publicada en PNAS .

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