| Desno: uzorak trinitita, Credit: Luca Bindi, Paul J. Steinhardt |
Kvazikristali su tvari koje na prvi pogled podsjećaju na kristale, a na drugi… pa ne baš.
Šta su kristali?
Kristali su mineralne formacije kod koji su sastavni dijelovi – atomi, molekule ili joni – aranžirani po nekom redu, u strukturama koje se ponavljaju. Zapravo, kristali su visoko uređeni sistemi. Recimo, staklo nije kristal jer molekule u staklu nisu poredane, nego su amorfne. Ali gorski kristali tj. silicijum dioksid jeste kristal.
Postoje i kvazikristali ili kvaziperiodični kristali, koji imaju uređenu strukturu, ali koja nije periodična kao kod pravih kristala. Poredak je neperiodičan ako mu nedostaje translacijska simetrija, što znači da pomaknuta kopija nikada neće tačno odgovarati izvorniku i primjer ovakvog neperiodičnog uzorka je čuveno Penrouzovo popločavanje (Penroseovo popločavanje, Penrose tiling). Zbog ove neobičnosti kvazikristali se često označavaju i kao “nemogući materijali”.
Dugo se spekuliralo da li ovakve strukture postoje u prirodi sve dok 2009. nije otkriven mineral ikosahedrit, koji je zapravo prirodna legura aluminijuma, bakra i željeza. Pronalasci kvazikristala su vezani i za mjesta udara meteora.
Ovi kvazikristali su rijetkost i zaista predstavljaju jednu zanimljivost. No, sada su nađeni na jednom neobičnom mjestu – na mjestu prvih nuklearnih proba iz 1945. – Trinity test.
Naučnici u potrazi za kvazikristalima identificirali su jedan u ostacima prvog testa nuklearne bombe na svijetu. Ranije nepoznata struktura, izrađena od željeza, silicija, bakra i kalcija, vjerovatno je nastala spajanjem isparenog pustinjskog pijeska i bakrenih mineralnih žica. Slični materijali sintetizirani su u laboratoriju i identificirani u meteoritima, ali ovo je prvi primjer kvazikristala s ovom kombinacijom elemenata. Opisan je u radu objavljenom u Proceedings of the National Academy of Sciences – PNAS pod naslovom “Accidental synthesis of a previously unknown quasicrystal in the first atomic bomb test“.
Nakon Trinity testa na poligonu Alamogordo u Novom Meksiku naučnici su pronašli ogromno polje zelenkastog staklastog materijala nastalog uslijed ukapljivanja pustinjskog pijeska. Nazvali su ovaj trinitit, a neki ovaj mineral nazivaju i Alamogordo staklo. Ruska “verzija” kristala koji su nastajali na mjestu nuklearnih proba SSSR-a zove se haritončik.
Upravo je u trinititu pronađen kvazikristal ikosahedralne građe.
Kvazikristali poput ovog, mada ne moraju biti istog sastava (jer sastav geološke podloge varira) mogli bi služiti kao forenzički dokazi da su se na nekom mjestu odigravali nukelarni testovi.
