Krystal Kasal tərəfindən , Phys.org

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Bu tədqiqatda istifadə edilən qırmızı trinitit nümunəsinin işıq görüntüləri (nümunənin ön və arxa tərəfi). Mənbə: Milli Elmlər Akademiyasının materialları (2026). DOI: 10.1073/pnas.2604165123

Maddə ekstremal şəraitdə qəribə davranır və çox vaxt şərait normal vəziyyətə qayıtdıqda belə bu davranışların qalıqları qalır. 1945-ci ildə Trinity nüvə sınağı belə qalıqları geridə qoydu və indi, partlayışdan 80 il sonra, tədqiqatçılar müxtəlif materialların 1500 °C (2730 °F)-dən yuxarı temperaturlara qədər qızdırıldığı və on minlərlə atmosfer təzyiqindən çox təzyiq altında qaldığı zaman nə baş verdiyinə dair başqa bir unikal nümunə müəyyən ediblər.

Komanda, Milli Elmlər Akademiyasının Proceedings jurnalında dərc olunmuş yeni tədqiqatında əvvəllər nüvə partlayışı məhsulları arasında tapılmayan klatrat birləşməsini təsvir edir .

Trinitit: Trinity-nin unikal nüvə partlayışı məhsulu

Trinity partlayışının yaratdığı ekstremal şərait və ardınca sürətli soyutma prosesi, ərazinin sınaq qülləsindən, mis infrastrukturundan və ətrafdakı Nyu Meksiko səhra qumunun böyük həcmlərindən ibarət hissəcikləri birləşdirdi. Nəticədə trinitit adlanan şüşəvari bir material yarandı.

Trinititlərin əksəriyyəti yaşıl rəngdə görünür, lakin “qırmızı trinitit” adlanan daha nadir bir forma da mövcuddur. Qırmızı trinitit Trinitydəki buxarlanmış qüllədən, koaksial kabellərdən və səsyazma cihazlarından gələn metallarla zəngindir. Tədqiqatçılar bu formada yeni kristal birləşməsini müəyyən etdilər.

Tədqiqat müəllifləri yazırlar ki, “Qırmızı trinititdəki metal damcılarının sistematik tədqiqi partlayış zamanı yaranan unikal kimyəvi mühitləri əks etdirən bir sıra qeyri-adi fazaları aşkar edib”.

Nüvə partlayışında ilk klatrat məhsulu tapıldı

Qırmızı trinitit nümunələrini təhlil etmək üçün elektron mikrozond analizləri və rentgen difraksiyasından istifadə edərək tədqiqatçılar az miqdarda klatrat – qəfəs bənzəri strukturlar daxilində qonaq molekullarını tutan və ya saxlayan bir qəfəsdən ibarət kristal birləşməsini müəyyən etdilər. Klatrat trinititdəki mislə zəngin metal damlacıqda aşkar edilmişdir. Komanda materialın silikon, kalsium, mis və az miqdarda dəmirdən (Si ₈₅ Ca ₁₂ Cu ₂ Fe ₁ tərkibli ) ibarət olduğunu və kub tipli I klatrat quruluşuna malik olduğunu aşkar etdi. Bu halda, qəfəs bənzəri struktur mərkəzdə kalsium atomu saxlayır.

Tədqiqat qrupu yazır: “Trinity nüvə sınağı zamanı əmələ gələn əvvəllər məlum olmayan Ca-Cu-Si tip I klatratının kəşfini bildiririk ki, bu da nüvə detonasiyasının bərk məhsulları arasında klatratın kristalloqrafik cəhətdən təsdiqlənmiş ilk hadisəsidir. Onun quruluşu, tərkibi və metastabil xarakteri tarazlıq laboratoriya sintezi üçün əlçatmaz olan həddindən artıq, qısamüddətli təzyiq-temperatur şəraitində əmələ gəlməni əks etdirir”.

Ca–Cu–Si I tip klatrat: Kvazikristalın çoxdan itmiş qohumu

Əvvəlki işlər qırmızı trinititin mislə zəngin hissəsində Si ilə zəngin ikosahedral kvazikristal da aşkar etmişdi, lakin onun mənşəyi və dəqiq quruluşu hələ də qeyri-müəyyən idi. Kvazikristal və klatratın yeni forması arasındakı oxşarlıqlar tədqiqatçılar üçün suallar doğurdu.

Onlar yazırlar ki, “Eyni ekstremal şəraitdə əmələ gələn kvazikristal oxşar Cu ilə zəngin metal damcıları daxilində əmələ gəlir və Ca–Cu–Si–(Fe) sistemində qeyri-adi dərəcədə Si ilə zəngin bir kimya nümayiş etdirir. Həm klatrat, həm də kvazikristal səhra qumunda və ya metal qüllədə tapılan tipik elementlərdən ibarət olduğundan, hər ikisinin detonasiya zamanı əmələ gəldiyi aydın görünür.”

Kvazikristal və klatrat arasındakı potensial əlaqə haqqında daha çox məlumat əldə etmək üçün komanda klatrat və kvazikristal modellərinin sabitliyini sınaqdan keçirmək və mis tərkibi Trinity kvazikristalındakı səviyyəyə yaxınlaşdıqca klatrat strukturlarının canlı qalıb-qalmadığını müəyyən etmək məqsədilə sıxlıq funksional nəzəriyyəsi (DFT) hesablamaları apardı.

Komanda kvazikristal və klatratın kristal fazaları arasındakı struktur əlaqəsində aydın məhdudiyyətlər tapdı. Xüsusilə, klatratdan əldə edilən strukturların yalnız təxminən 10-11% aşağı mis səviyyələrində sabit olduğu aşkar edildi, Trinity kvazikristalında müşahidə edilən yüksək mis tərkibində deyil. Təxminən 21% daha yüksək mis səviyyələri struktur qeyri-sabitliyinə, klatrat topologiyasının itirilməsinə və amorfizasiyaya səbəb oldu. Beləliklə, ortaq mənşəyə baxmayaraq, fərqli mis səviyyələri ayrı-ayrı struktur növlərinə səbəb oldu.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Bu nadir maddə formaları metastabildir və yalnız ekstremal, qısamüddətli şəraitdə əmələ gəlir, bu da onların laboratoriyada çoxalmasını çətinləşdirir. Trinity kvazikristalının faktiki quruluşu kiçik nümunə ölçüsü, yüksək dəyəri və emal riskləri səbəbindən hələ də həll olunmayıb, lakin bu yeni kəşf onun quruluşu haqqında bilikləri dəqiqləşdirməyə kömək edib.

Tədqiqat müəllifləri belə bir nəticəyə gəliblər: “Bu tapıntılar Trinity kvazikristalının klatrat əsaslı sadə struktur təfsirini istisna edir və ekstremal şəraitdə yaranan Si ilə zəngin fazaların fərqli təbiətini vurğulayır. Daha geniş şəkildə desək, bu iş nadir, yüksək enerjili hadisələrin – məsələn, nüvə partlayışları, ildırım vurmaları və hipersürətli təsirlərin – gözlənilməz kristal maddələrin əmələ gəlməsi və ənənəvi sintezin əlçatmaz olduğu struktur modellərin tənqidi şəkildə sınaqdan keçirilməsi və məhdudlaşdırılması üçün təbii laboratoriyalar kimi xidmət etdiyini vurğulayır”.

Müəllifimiz Krystal Kasal tərəfindən sizin üçün yazılmış, Qeby Clark tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .