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Investigadores encontraron en los escombros de la primera bomba nuclear un cristal raro formado en condiciones extremas de calor, presión y enfriamiento rápido, revelando una estructura imposible de reproducir en laboratorio convencional y ampliando estudios sobre física, mineralogía y ciencia forense nuclear.
La primera explosión de bomba nuclear por parte de Estados Unidos en 1945 creó un cristal raro nunca reproducido en laboratorio convencional. El material fue identificado en vidrio de trinitita formado después de la prueba Trinity, realizada el 16 de julio en el desierto.
Descubrimiento en los escombros de la bomba nuclear
Investigadores encontraron un clatrato de calcio, cobre y silicio incrustado en los escombros radiactivos de la prueba Trinity. El cristal cúbico representa el primer clatrato confirmado producido por una explosión nuclear, según un artículo publicado por la revista PNAS el 11 de mayo.
El estudio fue dirigido por investigadores de la Universidad de Florencia, responsables de la identificación cristalográfica del material. Los autores afirmaron que el clatrato tipo I de calcio, cobre y silicio era desconocido hasta entonces y surgió durante la detonación nuclear.
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Los clatratos poseen estructuras microscópicas formadas por jaulas atómicas que atrapan otros átomos en su interior. En este caso, la estructura fue construida por silicio y cobre, formando una red rígida responsable de atrapar átomos de calcio.
La estructura del cristal presenta formas geométricas similares a dodecaedros con doce caras. El arreglo atómico generó una materia estable considerada exótica, ausente en condiciones ambientales normales e imposible de ser reproducida por métodos de laboratorio convencionales.
Condiciones extremas de la prueba Trinity
Según los investigadores, el cristal surgió durante condiciones fuera del equilibrio registradas el 16 de julio de 1945. El ambiente reunía millones de grados de calor, presión atmosférica extrema y enfriamiento rápido capaz de congelar átomos antes de la reorganización natural.
Estas condiciones permitieron la formación de fases de no equilibrio, caracterizadas por materiales imposibles de producir en síntesis de laboratorio tradicional. Para comprender los escombros de la bomba nuclear, el equipo utilizó mapeo atómico aliado a cálculos físicos de estabilidad.
Los investigadores afirmaron que la combinación entre caracterización cristalográfica y cálculos de primeros principios amplía estudios sobre ciencia de los materiales, materia condensada y ciencia forense nuclear. El trabajo también demuestra cómo ambientes extremos moldean estructuras cristalinas lejos del equilibrio.
Estructuras raras y física extrema
El nuevo clatrato fue encontrado junto a un cuasicristal icosaédrico identificado anteriormente en materiales de la prueba Trinity. Para los investigadores, estas estructuras funcionan como registros microscópicos de fenómenos físicos raramente observados directamente por los seres humanos.
Luca Bindi, investigador principal del estudio, afirmó que los cristales ayudan a los científicos a comprender el comportamiento de la materia durante eventos de alta energía. Entre los fenómenos citados están los rayos, impactos de meteoritos y colisiones planetarias observadas en condiciones extremas.
Como los clatratos surgen en rangos energéticos muy estrechos, funcionan como instantáneas de la física y la química en límites absolutos. El estudio también podrá auxiliar futuras investigaciones sobre mineralogía, materia condensada y reconstrucción forense de eventos que involucren bombas nucleares.
Los autores afirmaron que los nuevos descubrimientos pueden acercar estudios sobre explosiones humanas y fenómenos cósmicos. El análisis también podrá revelar nuevos arreglos atómicos para futuras investigaciones.
Además, el trabajo podrá ayudar en investigaciones forenses al reconstruir temperaturas y presiones registradas en eventos nucleares pasados o no identificados que involucren residuos generados por bombas nucleares durante pruebas extremas en residuos radiactivos.
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