Un cuasicristal recién descubierto se formó en la primera prueba de bomba atómica

En un instante, la bomba destruyó todo.

La torre sobre la que se sentó y los cables de cobre tendidos a su alrededor: vaporizados. La arena del desierto debajo: derretida.

A raíz de la primera prueba de una bomba atómica, en julio de 1945, todos estos escombros se fusionaron, dejando el suelo del sitio de prueba de Nuevo México cubierto con una sustancia vítrea que ahora se llama trinitita. Las altas temperaturas y presiones ayudaron a forjar una estructura inusual dentro de una pieza de trinitita, en un grano del material de solo 10 micrómetros de ancho, un poco más largo que un glóbulo rojo.

Ese grano contiene una forma rara de materia llamada cuasicristal, nació en el momento en que comenzó la era nuclear, informan los científicos el 17 de mayo en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

Los cristales normales están hechos de átomos encerrados en una red que se repite en un patrón regular. Los cuasicristales tienen una estructura ordenada como un cristal normal, pero que no se repite. Esto significa que los cuasicristales pueden tener propiedades prohibidas para los cristales normales. Descubiertos por primera vez en el laboratorio en la década de 1980, los cuasicristales también aparecen en la naturaleza en meteoritos (SN: 8/12/16).

El cuasicristal recién descubierto en el sitio de prueba de Nuevo México es el más antiguo conocido fabricado por humanos.

Trinitite toma su apodo de la prueba nuclear, llamada Trinity, en la que el material se creó en abundancia (SN: 8/4/21). "Todavía puede comprar mucho en eBay", dice el geofísico Terry Wallace, coautor del estudio y director emérito del Laboratorio Nacional de Los Alamos en Nuevo México.

Pero, señala, la trinitita que estudió el equipo era una variedad más rara, llamada trinitita roja. La mayoría de la trinitita tiene un tinte verdoso, pero la trinitita roja contiene cobre, restos de los cables que se extendían desde el suelo hasta la bomba. Los cuasicristales tienden a encontrarse en materiales que han experimentado un impacto violento y generalmente involucran metales. La trinitita roja se ajusta a ambos criterios.

Pero primero el equipo tenía que encontrar algunos.

“Estuve preguntando durante meses buscando trinitita roja”, dice el físico teórico Paul Steinhardt de la Universidad de Princeton. Pero Steinhardt, conocido por viajar a Siberia para buscar cuasicristales, no se detuvo (SN: 19/02/19). Finalmente, el mineralogista Luca Bindi de la Universidad de Florencia obtuvo algunos de un experto en trinitita, que comenzó a colaborar con el equipo. Luego comenzó el trabajo minucioso, con Bindi "mirando a través de cada pequeña partícula microscópica" de la muestra de trinitita, dice Steinhardt. Finalmente, Bindi extrajo el minúsculo grano. Al dispersar rayos X a través de él, los investigadores revelaron que el material tenía un tipo de simetría que solo se encuentra en los cuasicristales.

 

El nuevo cuasicristal, formado de silicio, cobre, calcio y hierro, es "completamente nuevo para la ciencia", dice el mineralogista Chi Ma de Caltech, que no participó en el estudio. "Es un descubrimiento bastante interesante y emocionante", dice.

Las búsquedas futuras de cuasicristales podrían examinar otros materiales que experimentaron un golpe de castigo, como cráteres de impacto o fulguritas, estructuras fusionadas que se forman cuando un rayo golpea el suelo (SN: 16/3/21).

El estudio muestra que los artefactos del nacimiento de la era atómica todavía son de interés científico, dice la científica de materiales Miriam Hiebert de la Universidad de Maryland en College Park, quien ha analizado materiales de otros momentos cruciales en la historia nuclear (SN: 1/5/19). “Los objetos y materiales históricos no son solo curiosidades en los gabinetes de los coleccionistas, sino que pueden tener un valor científico real”, dice.