Dana 6. augusta 1945. godine Sjedinjene Američke Države bacile su atomsku bombu na japanski grad Hirošimu, što je bio jedan od događaja koji su doveli do završetka Drugog svjetskog rata. Sada su istraživači utvrdili da su ekstremni uvjeti nastali tokom bombardiranja stvorili složeni materijal kakav do sada nije bio poznat nauci. Rezultati istraživanja objavljeni su 29. jula u časopisu Science Advances.

Članovi istraživačkog tima ranije su pronašli sitne staklene čestice na pješčanim plažama Hirošimskog zaljeva, u južnom dijelu glavnog japanskog otoka. Nakon detaljnijeg proučavanja sfera, istraživači su zaključili da su te čestice, nazvane hirošimait, zapravo ostaci radioaktivnih padavina nastalih tokom atomske eksplozije.

Ispostavilo se da su ti „komadići stakla“ još neobičniji nego što se ranije vjerovalo jer sadrže dosad nepoznatu leguru sastavljenu od željeza, hroma, nikla, mangana, molibdena, silicija i aluminija, raspoređenih u jedinstvenu kristalnu strukturu.

„Čak i nakon više desetljeća, zrno prečnika svega nekoliko mikrometara može sačuvati detaljan zapis o uvjetima koji su postojali samo djelić sekunde. Ove čestice nisu samo istopljeni ostaci. One predstavljaju fizičke arhive eksplozije“, rekao je koautor studije Luka Bindi, naučnik iz oblasti geologije sa Univerziteta u Firenci, za Scientific American.

Kada je atomska bomba pala na Hirošimu, grad je imao oko 350.000 stanovnika. Stručnjaci procjenjuju da je do kraja decembra 1945. godine od posljedica eksplozije preminulo približno 140.000 ljudi.

Atomska eksplozija iznad Hirošime stvorila je vatrenu kuglu čija je temperatura prelazila 7.000 stepeni Celzija, što je bilo dovoljno da ispari zgrade, metal, staklo, tlo i vodu i pretvori ih u turbulentni oblak plazme.

Kako se taj materijal kondenzirao, nastajala su zrna hirošimaita veličine od nekoliko mikrometara do nekoliko milimetara.

Istraživači su analizirali 34 takve čestice koristeći snažne mikroskope i visokoenergetske snopove elektrona. Posebno važna metoda koju su primijenili naziva se rendgenska difrakcija na monokristalu, tehnika koja otkriva trodimenzionalni raspored atoma i molekula unutar materijala.

Nakon svih analiza, nova legura pronađena je samo u jednom staklastom zrnu, rekao je Bindi za Chemical & Engineering News.

Sličan materijal pronađen i nakon prvog nuklearnog testa

Ovo nije prvi put da naučnici pronalaze nove supstance nastale u uvjetima povezanim s nuklearnim eksplozijama.

Bindi je nedavno predvodio i tim koji je otkrio novu vrstu stakla bogatog silicijem, s rijetkim oblicima metala, nastalu tokom prve nuklearne probe na svijetu, poznate kao Trinity test, provedene u okviru Projekta Manhattan u Novom Meksiku 16. jula 1945. godine.

Taj materijal, nazvan trinitit, zajedno s novootkrivenom legurom, ukazuje na to da „ekstremna okruženja koja se veoma brzo hlade mogu sistematski istraživati neuobičajena područja strukturnog i hemijskog faznog prostora“, rekao je Bindi za Gizmodo.

Autori studije navode da nuklearne detonacije stvaraju uvjete slične onima koji nastaju tokom sudara planeta, udara meteorita i udara groma.

Pored toga, ovakva otkrića „otvaraju potpuno nove pravce istraživanja i produbljuju naše razumijevanje načina na koji se materijali formiraju i ponašaju“, rekao je Angelo Onjate Soto, naučnik za materijale i inženjer sa Univerziteta u Konsepsionu u Čileu, koji nije učestvovao u istraživanju.

Legura kakva dosad nije viđena

Materijal otkriven u Hirošimi pripada grupi takozvanih višekomponentnih legura, odnosno legura sastavljenih od pet ili više metalnih elemenata, pri čemu nijedan metal nije dominantan, već su svi zastupljeni u značajnim udjelima.

Interes stručnjaka za višekomponentne legure posljednjih godina raste jer one mogu kombinirati poželjna svojstva poput otpornosti na habanje i koroziju, velike čvrstoće, savitljivosti bez pucanja i dobrih performansi na visokim temperaturama, što je teže postići kod tradicionalnih legura.

Legura iz Hirošime posebno je značajna zato što predstavlja dosad nepoznatu kristalnu strukturu unutar porodice materijala koja se široko koristi u inženjerstvu. Novo istraživanje istovremeno naučnicima pruža okvir za pronalaženje i projektiranje novih legura.

Zajedno posmatrano, rezultati istraživanja, kako navode autori, naglašavaju vrijednost pažljivog i etičkog proučavanja materijala nastalih kao posljedica eksplozija.