首次核爆,竟然炸出"不可能"的晶體

2026-05-13 | 來源: 煎蛋網 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

1945年7月16日凌晨5點29分，美國新墨西哥州的沙漠中，人類歷史上第一顆原子彈Trinity被引爆。爆炸釋放的巨大能量將沙漠的沙子、試驗塔和銅質傳輸線瞬間熔化，形成了一種名為trinitite的玻璃狀礦物。大多數trinitite呈藍色，但在某些罕見區域，由於銅線被汽化後融入熔融物質，形成了一種鮮紅色的變種。

正是這種紅色trinitite，藏著一個令科學界震驚的秘密。

2021年，佛羅倫薩大學地質學家Luca Bindi領導的團隊在紅色trinitite中發現了一種准晶體(quasicrystal)，其成分為Si61Cu30Ca7Fe2。這種材料的原子排列具有五重旋轉對稱性，在傳統晶體學中，這種結構曾被認定為不可能存在。要知道，直到1984年科學家才首次在實驗室中合成出准晶體，而發現者因此獲得了諾貝爾化學獎。Trinity核爆中自然形成的這種准晶體，是人類已知最古老的人造准晶體。

准晶體的形成需要極端條件，包括極高的溫度、巨大的壓力和劇烈的沖擊波，缺一不可。Trinity核爆恰好提供了這一切。研究團隊認為，在爆炸的瞬間，銅導線被汽化後與周圍的沙子和鈣質礦物混合，在特定溫度壓力窗口下冷卻結晶，才最終形成了這種獨特的結構。

而就在最近，Bindi團隊在同一塊紅色trinitite中有了新的發現，一種籠形晶體(clathrate)。籠形晶體顧名思義，其原子排列像籠子一樣，可以囚禁其他原子在其內部。這是在核爆產物中首次發現籠形晶體，為核爆炸研究開辟了全新方向。

這些發現的意義遠不止於滿足科學好奇心。准晶體和籠形晶體在核爆炸產生的極端條件下形成，它們的結構和成分就像一枚時間膠囊，記錄了爆炸瞬間的物理化學狀態。更重要的是，這些晶體在放射性同位素衰減之後仍能長久存在，因此可以成為核法醫學的重要工具，幫助科學家分析和識別歷史上的核試驗活動。