Tinh thể "bất tuân" ra đời từ vụ thử bom hạt nhân đầu tiên trên thế giới

5:29 sáng ngày 16/7/1945, quân đội Hoa Kỳ kích nổ một thiết bị plutonium tạm gọi là 'Gadget'. Đây được coi là vụ thử bom hạt nhân đầu tiên trên thế giới, và là khoảnh khắc thay đổi chiến tranh mãi mãi.

Vụ nổ với sức tàn phá tương đương 21 nghìn tấn TNT, làm "bốc hơi" tòa nhà cao 30 mét và nhiều kilomet dây đồng nối giữa các thiết bị.

Trong sự đáng sợ của diệt vong, khi quả cầu lửa hình nấm được tạo ra đã hòa quyện tòa tháp, đường nhựa, cát sa mạc, với các hợp chất hóa học, hình thành nên một khoáng chất mới - gọi là trinitite.

Mãi sau nhiều thập kỷ, các nhà khoa học mới khám phá ra bí mật ẩn chứa trong một mảnh trinitite. Đó là một dạng vật chất hiếm gọi là bán tinh thể, từng được cho là "không thể cấu thành" trong mọi điều kiện vật chất.

"Sự sống nảy sinh từ trong cái chết"

"Các tinh thể được hình thành trong môi trường khắc nghiệt hiếm khi tồn tại trên Trái đất", nhà vật lý địa chất Terry Wallace thuộc Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos giải thích.

"Lý do là bởi chúng yêu cầu một sự kiện cực kỳ đặc biệt, một sự biến đổi mà đi kèm với đó là nhiệt độ và áp suất cực lớn. Chúng tôi thường không thấy điều đó, ngoại trừ điều gì đó kịch tính như một vụ nổ hạt nhân."

Hầu hết các tinh thể từ muối ăn bé nhỏ cho đến kim cương quý giá trên Trái đất, đều tuân theo cùng một quy tắc, đó là các nguyên tử của chúng được sắp xếp theo cấu trúc mạng lặp lại trong không gian ba chiều.

Tuy nhiên, các tinh thể được tìm thấy sau vụ thử bom hạt nhân phá vỡ quy tắc này. Cụ thể, mô hình sắp xếp các nguyên tử của chúng không lặp lại theo bất kỳ quy tắc nào.

Khi khái niệm này lần đầu tiên xuất hiện trong thế giới khoa học vào năm 1984, nó được cho là "không thể xảy ra", khi các tinh thể hoặc có trật tự hoặc không có trật tự, đều không có sự xen kẽ.

Sau đó, các tinh thể này thực sự được tìm thấy cả được tạo ra trong môi trường phòng thí nghiệm và trong môi trường hoang dã - ở sâu bên trong các thiên thạch.

Các nhà khoa học cho rằng chúng được tạo ra bởi cú "sốc" kết hợp giữa nhiệt độ và động lực học, như các sự kiện va chạm tinh thể ở vận tốc cực cao.

Cuộc cách mạng trong sự hình thành nên các tinh thể

Việc tìm ra chuẩn tinh thế mới thực sự đã kích thích sự tò mò của các nhà khoa học. Sau nhiều nghiên cứu, họ tìm thấy một dạng khoáng chất hiếm hơn.

Đó là các trinitite đỏ, với màu sắc chủ yếu đến những sợi dây đồng bị hòa trộn trong phản ứng hạt nhân.

Sử dụng các kỹ thuật như quét kính hiển vi điện tử và nhiễu xạ tia X, các nhà khoa học phát hiện một hạt tinh thể chứa silic, đồng, canxi và sắt cực nhỏ, có 20 cạnh, với độ đối xứng quay gấp 5 lần - vốn là điều không thể trong các tinh thể thông thường.

Terry Wallace cho biết: "Chuẩn tinh thể này là một kiệt tác về độ phức tạp của nó, nhưng vẫn chưa ai có thể chứng minh tại sao nó lại được hình thành theo cách này".

Khám phá này được xem là cột mốc lâu đời nhất về chuẩn tinh thể do con người tạo nên, từ đó mở ra những con đường tự nhiên khác để hình thành nên các tinh thể, vật chất.

Thí dụ như những hạt cát nóng chảy được rèn bởi các tia sét, hay vật chất từ các địa điểm va chạm của thiên thạch, đều có thể là nguồn cung cấp các tinh thể trong tự nhiên.

Các nhà khoa học cho biết, nghiên cứu cũng có thể giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các vụ thử hạt nhân bất hợp pháp, với mục đích cuối cùng là hạn chế sự phổ biến vũ khí hạt nhân.