Bí ẩn vật chất “ngoài Trái đất” được sinh ra sau vụ thử vũ khí hạt nhân đầu tiên trong lịch sử

Trinitite là vật liệu giống thủy tinh với cấu trúc khác lạ, thường có màu xám, xanh lá, đỏ, và chỉ hình thành khi có vụ nổ bom hạt nhân.

Nếu muốn tạo ra đá trinitite, người ta chỉ cần một xô cát và sức nóng dữ dội của vũ khí hạt nhân, IFL Science hôm 25/3 đưa tin. Các nhà khoa học bắt đầu chú ý đến loại đá thủy tinh đặc biệt này sau khi thả những quả bom nguyên tử đầu tiên vào giai đoạn cuối Thế Chiến II. Các chuyên gia sau đó phát hiện, vật liệu này thậm chí còn kỳ lạ hơn những gì họ từng nghĩ.

Vào ngày 16/7/1945, quân đội Mỹ đã tiến hành vụ thử bom hạt nhân đầu tiên trên thế giới tại sa mạc New Mexico với mật danh "Trinity".

Trong phút chốc, một cỗ máy chứa chất phóng xạ plutonium được bao bọc bởi một vỏ bọc kim loại có tên là "Gadget" đã phát nổ, tạo nên một quả cầu lửa khổng lồ bay lên trời cao, làm bốc hơi mọi thứ mà nó chạm tới. Cuộc thử nghiệm đã thành công. 

Tuy nhiên, cuộc thử nghiệm này không chỉ mang tính hủy diệt, nó còn sinh ra một thứ vật chất mới.

Các nhà nghiên cứu bên cạnh quả cầu kim loại "Gadget", chuẩn bị cho vụ nổ hạt nhân đầu tiên trên thế giới (Ảnh: Live Science).

Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí "Proceedings of the National Academy of Sciences" ngày 1 tháng 6 vừa qua, các nhà nghiên cứu cho biết họ đã phát hiện ra các tinh thể khác lạ được gọi là "quasicrystals" (giả tinh thể), chúng nằm trong những tảng đá tại địa điểm Trinity.

Theo đó, giả tinh thể là một dạng cấu trúc có trật tự nhưng không mang tính tuần hoàn.

Những tinh thể kỳ lạ này thiếu sự đối xứng thường thấy trong các loại tinh thể đã biết, chúng thường chỉ được tìm thấy trong các thiên thạch từ thuở sơ khai của hệ Mặt trời và được cho là chỉ được tạo ra trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cực lớn của các vụ nổ mạnh nhất vũ trụ.

Cấu trúc của loại tinh thể đặc biệt

"Để hiểu được vũ khí hạt nhân của các quốc gia khác, chúng ta phải hiểu rõ về các chương trình thử nghiệm hạt nhân của họ. Chúng tôi thường phân tích các mảnh vỡ và khí phóng xạ để hiểu cách vũ khí được chế tạo hoặc chúng chứa vật liệu gì... Một loại tinh thể đã được hình thành tại nơi xảy ra vụ nổ hạt nhân…". Tác giả nghiên cứu cho biết.

Khi "Gadget" phát nổ, nó tạo ra một quả cầu lửa có sức nóng hơn cả Mặt trời. Sức nóng và lực của vụ nổ này mạnh đến mức kim loại và cát xung quanh tan chảy cùng nhau tạo thành một loại tinh thể mới, sau này được đặt tên là Trinitite.

Một "đốm màu" bên trong mẫu Trinitite có chứa một giả tinh thể chưa từng có. (Ảnh: Live Science).

Bán tinh thể vốn là một lý thuyết được đề cập đến từ năm 1984, là một thứ mà cấu trúc tinh thể vừa có trật tự, vừa không trật tự, xen kẽ giữa 2 trạng thái. Nhưng sau đó các nhà khoa học đã chứng minh là nó không thể, không có bất cứ cái gì trên Trái đất như thế, bởi muốn tạo thành cần có một cú sốc nhiệt động lực học từ một sự kiện va chạm siêu tốc khó tưởng tượng.

Nhưng sử dụng các kỹ thuật như két kính hiển vi điện tử và nhiễu xạ tia X, họ đã quan sát 6 mẫu trinitite màu đỏ. Trinitite có cả loại màu xanh lá cây như thủy tinh, nhưng loại màu đỏ hiếm hơn nhiều bởi đó là những mảnh vô tình có sự hội tụ vật chất từ những dây đồng mỏng trong vụ nổ.

Loại bán tinh thể đầu tiên được phát hiện và độc nhất vô nhị trên thế giới - (Ảnh: ĐẠI HỌC FLORENCE)

Cuối cùng họ đã tìm ra báu vật: một hạt silic - đồng - canxi - sắt nhỏ, có 20 cạnh, độ đối xứng quay gấp 5 lần không thể có trong các tinh thể thông thường.

Và nó có sự kết hợp kỳ diệu đó - xen kẽ giữa trật tự và không trật tự. Nó là bán tinh thể. Các nhà khoa học đã biết nó hình thành từ đâu, là cái gì, nhưng vẫn chưa biết cụ thể nó hình thành theo cách nào. 

Các nhà khoa học gần đây phát hiện, trinitite có cấu trúc nguyên tử cực kỳ khác thường chứa các giả tinh thể "bị cấm". Một tinh thể điển hình là vật liệu có các nguyên tử được sắp xếp đối xứng theo một kiểu mẫu lặp lại theo chu kỳ. Trong khi đó, giả tinh thể có các nguyên tử vẫn được sắp xếp theo thứ tự nhưng kiểu mẫu không lặp lại. Điều này tạo ra một cấu trúc nguyên tử không lặp lại và bất đối xứng kỳ lạ, khác với các tinh thể điển hình, và được gọi là "đối xứng bị cấm".

Giới chuyên gia ghi nhận rằng giả tinh thể hình thành từ các sự kiện thiên thạch và trong phòng thí nghiệm, nhưng có vẻ vụ nổ nguyên tử cũng tạo ra đủ sức mạnh. Khi nhà khoa học vật liệu người Israel Daniel Shechtman lần đầu tiên nhận dạng giả tinh thể vào những năm 1980, ông đã bị chỉ trích và chế nhạo. Tuy nhiên, phát hiện này cuối cùng đã mang lại cho ông giải Nobel Hóa học năm 2011.

• Ngắm trai xinh gái đẹp sẽ giúp tăng cường trí nhớ? Nghiên cứu tiết lộ kết quả bất ngờ!
• Phát hiện mới về đội quân đất nung trong lăng mộ Tần Thủy Hoàng: “Sống động như người thật”
• Những thí nghiệm kỳ quặc nhất mọi thời đại