원자폭탄이 폭발하면 실험실에서 시뮬레이션하기가 거의 불가능한 독특한 화학적 환경이 생성되며, 원자폭탄이 파괴되면 폭발로 인해 완전히 새로운 것이 생성될 수 있습니다.
지구상에서 가장 파괴적인 폭발 중 하나인 1945년 히로시마 원자폭탄은 실험실이나 자연에서 한 번도 볼 수 없었던 금속 물질을 생산했습니다. 이탈리아 피렌체 대학의 지구과학자인 루카 빈디(Luca Bindi)는 히로시마 만 해변에서 미세한 파편을 수집하던 중 이 합금을 발견했습니다. “수십 년이 지난 후에도 불과 몇 마이크로미터 크기의 입자는 몇 초 동안 존재했던 조건에 대한 자세한 기록을 보유할 수 있습니다.”라고 그는 말합니다. “이 입자들은 단지 녹은 잔해가 아니라 폭발의 물리적 기록물입니다.”
핵폭발은 번개나 유성 충돌과 같은 환경에 부딪칩니다. 태양 표면의 공기는 뜨거워졌다가 빠르게 냉각되며, 다양한 물질이 평소와는 다른 방식으로 증발하고 결합합니다. 이 모든 일이 너무 빨리 일어나기 때문에 기화된 금속은 안정화될 일반적인 시간이 없으며 “모든 작은 방울이 효과적입니다. [becomes] 독립적인 경험을 제공합니다.”라고 Bindi는 말합니다.
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이 경우 히로시마 폭발에서 발생한 수천 또는 수백만 번의 “미시 실험” 중 하나가 주로 철, 크롬, 니켈, 망간, 몰리브덴, 실리콘 및 알루미늄으로 구성된 균일한 격자로 구성된 금속 합금을 생성했습니다. 재료와 구조적 구성은 이전에 볼 수 없었던 것입니다. 일반적으로 이 원소 혼합물은 덜 안정적인 성분을 사용하여 단순한 결정 구조로 자리잡지만 여기서는 복잡한 입방체 모양을 유지합니다.
새로운 소재는 철, 크롬, 니켈, 망간, 몰리브덴, 실리콘, 알루미늄 등을 단일 입방 격자로 결합합니다.
과학자들이 과거에 핵무기나 기타 극한 상황의 결과로 생성된 새로운 물질을 발견했습니다. 그중에는 1945년 7월 트리니티 핵폭탄 실험으로 생성된 유리질 물질인 트리니타이트(trinitite)가 있습니다. 트리니타이트는 이전에는 불가능하다고 생각되었던 희귀한 물질인 새로운 포접 결정과 준결정을 포함하며 반복 불가능한 원자 구조를 가지고 있습니다. 준결정체는 운석에서도 발견되었습니다. 히로시마에서 발견된 합금은 준결정은 아니지만, 그 구조는 준주기 물질 내의 일부 원자 구조와 유사하기 때문에 그 구조를 이해하는 데 도움이 될 수 있다고 Bindi는 말합니다.
이건 수요일에 발견됐어 과학의 발전Bindi는 어떤 종류의 극단적인 사건이 물질을 생성할 수 있는지, 그리고 그것이 “이산 입자”인지 “일반적인 물질 종류”의 일부인지에 대한 질문을 제기한다고 덧붙였습니다. “만약 이 더 넓은 패턴이 사실이라면, 핵폭발로 인한 낙진은 운석 충돌, 번개, 자연 전반에 걸친 기타 폭력 사건에 적용되는 물질 형성 원리를 발견하는 데 도움이 될 수 있습니다.”
이번 연구에는 참여하지 않았지만 과거에 빈디와 함께 일했던 카네기 멜론 대학의 물리학자 마이클 위덤(Michael Widom)은 이번 발견이 안정된 열역학적 조건에서 생성하기 어렵고 단순한 역사를 지닌 곳에서는 찾기 어려운 물질의 “매우 접근하기 어려운 세계 전체”를 반영한다고 말했습니다. “[Bindi] 새로운 재료를 찾으려면 그 재료가 특이한 곳에 있을 것이라는 점을 옳게 인정합니다.”
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