Un “cuasicristal imposible” se creó luego de la explosión de la primera prueba de bomba nuclear del mundo. Fue descubierto en un fragmento de trinitita, un nuevo mineral que se creó tras el evento.

A las 5:29 de la mañana del 16 de julio de 1945, en el estado de Nuevo México, se produjo un espantoso trozo de historia.

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

La energía liberada, equivalente a 21 kilotones de TNT, vaporizó la torre de pruebas de 30 metros y kilómetros de cables de cobre que la conectaban al equipo de grabación. La bola de fuego resultante fundió la torre y el cobre con el asfalto y la arena del desierto que había debajo en un cristal verde, un nuevo mineral llamado trinitita.

Décadas más tarde, los científicos descubrieron un secreto escondido en un trozo de esa trinitita: una rara forma de materia conocida como cuasicristal, que antes se creía imposible.

Terry Wallace, geofísico del Laboratorio Nacional de Los Álamos, dijo en un comunicado:

“Los cuasicristales se forman en entornos extremos que raramente existen en la Tierra. Requieren un acontecimiento traumático con choque, temperatura y presión extremas. No solemos ver eso, salvo en algo tan dramático como una explosión nuclear”.

Una vista aérea de la zona cero 28 horas después de la Prueba Trinity el 16 de julio de 1945. La explosión nuclear creó un cuasicristal recién descubierto que se formó en la fusión de la arena circundante, la torre de prueba y las líneas de transmisión de cobre. Cortesía: Los Alamos National Laboratory

La mayoría de los cristales, desde la humilde sal de mesa hasta los diamantes más resistentes, 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 de disposición de sus átomos no se repite.

Cuasicristales “imposibles”

Cuando el concepto apareció por primera vez en el mundo científico en 1984, se creía que esto era imposible: los cristales eran ordenados o desordenados, sin ningún punto intermedio. Luego se encontraron, tanto en el laboratorio como en la naturaleza, en el interior de los meteoritos, forjados por el choque termodinámico 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 (Italia), decidió examinar de cerca la trinitita.

Pero no la verde. Aunque son poco comunes, hemos visto suficientes cuasicristales para saber que tienden a incorporar metales, así que el equipo fue a buscar una forma mucho más rara del mineral: la trinitita roja, cuyo tono se debe a los hilos de cobre vaporizados que incorpora.

Trinitita. (Wikimedia Commons)

Utilizando técnicas como la microscopía electrónica de barrido y la difracción de rayos X, analizaron seis pequeñas muestras de trinitita roja. Finalmente, obtuvieron un resultado en una de las muestras: un minúsculo grano de 20 lados de silicio, cobre, calcio y hierro, con una simetría rotacional quíntuple imposible en los cristales convencionales, una “consecuencia involuntaria” del calentamiento.

Wallace explicó en 2021, cuando se publicó la investigación del equipo:

“Este cuasicristal es magnífico por su complejidad, pero nadie puede decirnos todavía por qué se formó así. Pero algún día, un científico o ingeniero lo va a averiguar y se nos quitarán las escamas de los ojos y tendremos una explicación termodinámica para su creación. Entonces, espero, podremos usar ese conocimiento para entender mejor las explosiones nucleares y, en última instancia, llevar a una imagen más completa de lo que representa una prueba nuclear.”

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Cuasicristal antropogénico

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 forjadas por los rayos y el material de los lugares de impacto de los meteoritos podrían ser una fuente de cuasicristales en la naturaleza.

Trinitita formada durante una explosión nuclear. Imagen de Pinterest

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

Wallace dijo:

“Entender las armas nucleares de otros países requiere que tengamos un claro conocimiento de sus programas de ensayos nucleares.

Normalmente analizamos los restos y gases radiactivos para entender cómo se construyeron las armas o qué materiales contenían, pero esas firmas se descomponen. Un cuasicristal que se forme en el lugar de una explosión nuclear puede proporcionarnos potencialmente nuevos tipos de información, y existirá para siempre”.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences.

Aunque el audio del siguiente vídeo se encuentra en inglés, usted puede activar los subtítulos en español. En caso desconozca cómo hacerlo, puede consultar esta GUÍA.

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