”Mahdoton” kvasikide syntyi ensimmäisestä ydinkokeesta

Jaa artikkeliTilaa Seura
Punaisesta trinitiitistä löytyi kvasikide.
Tutkijat löysivät punaisesta trinitiitistä kvasikiteen. © Luca Bindi, Paul J. Steinhardt
Tutkijat löysivät ensimmäisen ydinkokeen synnyttämiä kvasikristalleja. Kvasikiteitä pidettiin pitkään mahdottomina niiden erikoisen rakenteen vuoksi.

Tutkijat ovat löytäneet harvinaista kvasikidettä, joka syntyi ensimmäinen ydinkokeen seurauksena, kertoo Nature-tiedejulkaisu. Kiteen rakenne on muodostunut 20-sivuisista kappaleista, ikosaedreista. Vastaavanlaisia kiteitä ei luonnosta juuri löydy: ainoat aiemmat löydöt ovat olleet meteoritörmäyksessä syntyneitä harvinaisia poikkeuksia.

Koska kvasikiteitä syntyy materiaalien voimakkaiden yhteentörmäysten seurauksena, tutkijat olivat uumoilleet, että ydinkokeessa niitä saattaisi syntyä ikään kuin luonnostaan. Siinä he olivat oikeassa – 10 kuukautta kestänyt haravointi ja analyysi paljasti pienen hiekanmurua muistuttavan kappaleen Yhdysvaltojen New Mexicosta, paikalta, jossa ensimmäinen ydinkoe suoritettiin vuonna 1945.

New Mexicon kvasikide syntyi todennäköisesti hiekan ja kuparisten kaapelien materiaalien höyrystyessä ydinkokeen aikana. Sen seurauksena rauta, pii, kupari ja kalsium muodostivat epätavallisen kvasikiteen.

Kvasikide löytyi lasimaisesta trinitiitistä

Historian ensimmäinen ydinkoe jätti jälkeensä lasittunutta, säteilevää hiekkaa, trinitiittiä. Koska kvasikristallit muodostuvat yleensä materiaaleista, jotka eivät tavallisesti yhdisty toistensa kanssa, poikkeuksellisissa oloissa syntynyt trinitiitti kiinnosti tutkijoita.

Tavallisesti vihreästä trinitiittistä löytyi joitakin punertavia kohtia, joihin tutkijat kohdistivat etsintänsä. Löytynyt pienen pieni kide muistutti rakenteeltaan metalliseosta.

Tavalliset kristallikiteet noudattavat toistuvaa kuviota, kuin tiiliä olisi ladottu lomittain. Siksi kvasikiteitä pidettiin pitkään mahdottomina rakenteina, koska matemaattisesti niitä ei oikeastaan pitäisi olla olemassa. Tilaa ei ole mahdollista täyttää esimerkiksi ikosaedrin muotoisilla kappaleilla. Kvasikiteiden salaisuus onkin se, että ne eivät ole järjestäytyneet symmetrisesti, kuten tavalliset kiteet.

Kvasikiteiden olemassaololla spekuloitiin ensimmäisen kerran vuonna 1982, kun nykyinen Haifan yliopiston tutkija Daniel Shecthman löysi vastaavan rakenteen synteettisestä alumiinista. Hän voitti löydöllään kemian Nobelin vuonna 2011.

Lue myös: Neutronitähti identiteettikriisissä – Ollako vai eikö olla?

X