在第一次原子弹试验中形成了新的准晶体

一种新发现的准晶体形成于第一次原子弹试验中的Trinitite，其中含有一种有序但不重复的材料。

在一瞬间，原子弹摧毁了一切。它所坐落的塔和周围的铜线：全部化为灰烬。下方的沙漠：融化了。在1945年7月第一次原子弹试验的余波中，所有这些残骸融合在一起，使新墨西哥州试验场的地面覆盖着一种玻璃状物质，现在称为Trinitite。高温和高压有助于在一片Trinitite中形成一种不寻常的结构，这是一颗仅有10微米大小的材料颗粒，比一颗红血球稍大。

科学家17日在《美国国家科学院院刊》杂志上报告说，这颗颗粒含有一种罕见的物质，叫做准晶体，诞生于核时代开始的那一刻。普通的晶体是由锁定在规则格子中的原子组成的，而准晶体的结构则是有序的，但不重复。这意味着准晶体可能具有普通晶体所不具备的特性。准晶体最早是在1980年代在实验室中发现的，也出现在天然的陨石中。这种新发现的准晶体来自新墨西哥州试验场，是人类所知道的最古老的人造物质。

Trinitite这个名字来自于那次核试验，被命名为“三一”，在那里大量生产了这种物质。洛斯阿拉莫斯国家实验室的荣休主任、研究报告的共同作者Terry Wallace地球物理学家说：“你现在仍然可以在eBay上买到大量的这种物质。”但是，他指出，研究团队研究的Trinitite是一种更罕见的品种，叫做红色Trinitite。大多数Trinitite都带有绿色的色调，但红色Trinitite含有铜，是从地面延伸到原子弹的电线的残余物。准晶体倾向于出现在经历了猛烈撞击的材料中，通常涉及金属。红色Trinitite同时符合这两个标准。

但是，研究团队首先得找到一些材料。“我花了好几个月的时间四处打听红色Trinitite，”普林斯顿大学理论物理学家Paul Steinhardt说。但是，斯坦哈特并不气馁，他以追寻准晶体而闻名，曾经远赴西伯利亚(SN：2/19/19)。最后，佛罗伦萨大学的矿物学家Luca Bindi从一位Trinitite专家那里获得了一些样品，并开始与研究团队合作。随后，费力的工作开始了，宾迪说，他“查看了样品中的每一个微小的微粒”。最终，宾迪提取出了这枚微小的颗粒。通过将X射线散射到它上面，研究人员发现这种材料具有一种只在准晶体中发现的对称性。

加州理工学院的矿物学家Chi Ma说，这种由硅、铜、钙和铁组成的新准晶体是“科学上的崭新发现”，他没有参与这项研究。“这是一个相当酷和令人兴奋的发现。”他说。

未来，寻找准晶体的任务可以研究其他经历了严酷打击的材料，比如撞击坑或闪电击中土壤时形成的熔结结构。

这项研究表明，核时代诞生的物质仍然具有科学价值，马里兰大学材料科学家Miriam Hiebert曾分析过其他核历史重要时刻的物质。她说：“历史文物和材料不仅仅是收藏家们的奇特之物，它们也具有真正的科学价值。”

本文译自 sciencenews，由 BALI 编辑发布。

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