Descubren un cuasicristal creado por la primera bomba atómica

La primera bomba atómica de la historia se detonó en junio de 1945 en medio del desierto de Nuevo México, Estados Unidos, y tras la explosión los científicos estudiaron todo lo que había quedado, o desaparecido, del lugar donde se había detonado. La bomba desintegró todo lo había junto a la bomba y las altas temperaturas de la explosión derritieron y fundieron todos los materiales cercanos, dejando una sustancia vidriosa que se denominó trinitita.

La trinitita no tenía mucho valor científico en sí misma, ya que se trataba de una fusión por calor de distintos materiales que encontraban en el lugar de la explosión. Pero ahora los científicos han dado con un hallazgo sorprendente en el interior de la trinitita: un cuasicristal, el primero creado por el hombre.

Un cuasicristal es una forma estructural que es ordenada, como los cristales, pero no periódica. Se forman patrones que llenan todo el espacio físico aunque tienen falta de simetría. Los cuasicristales fueron descubiertos en la década de los 80 y pueden aparecer de manera natural en entornos extremos, por ejemplo, en algunos meteoritos. Los cuasicristales son materiales exóticos que rompen las reglas de los materiales cristalinos clásicos. Materiales como el azúcar, la sal o el cuarzo forman cristales con lo que se conoce como orden periódico: los átomos están dispuestos en un patrón que se repite en tres dimensiones.

Los cuasicristales, descubiertos por primera vez en la década de 1980, tienen una estructura atómica de los elementos constituyentes, pero el patrón no es periódico. El cuasicristal, creado por aquella primera explosión nuclear en una muestra de trinitita roja, tiene una simetría rotacional de 5 veces, lo que no es posible en un cristal natural. El grupo de simetría del cuasicristal es el mismo que el del sólido regular de 20 lados conocido como icosaedro, y la química viene dada por la fórmula Si61Cu30Ca7Fe2. Este nuevo cuasicristal es ahora el cuasicristal artificial más antiguo conocido, con una marca de tiempo inconfundible (a través de su composición, ubicación de descubrimiento y radiactividad), que indica su momento de origen.

"Los cuasicristales se forman en ambientes extremos que rara vez existen en la Tierra", afirma el geofísico Terry C. Wallace, director emérito del LANL (Los Álamos National Laboratory) y coautor del artículo sobre el descubrimiento. "Requieren un evento traumático con choque, temperatura y presión extremos. No solemos ver eso, excepto en algo tan dramático como una explosión nuclear". Las condiciones termodinámicas / de choque bajo las cuales se formó este cuasicristal son aproximadamente comparables a las que formaron los cuasicristales naturales descubiertos en el meteorito Khatyrka, que se remonta al menos a cientos de millones de años y tal vez desde el comienzo del sistema solar.

"Este cuasicristal es magnífico en su complejidad, pero nadie todavía puede decirnos por qué se formó de esta manera. Pero algún día, un científico o ingeniero se dará cuenta de eso y las escamas se quitarán de nuestros ojos y tendremos un explicación termodinámica para su creación. Entonces, espero, podamos utilizar ese conocimiento para comprender mejor las explosiones nucleares y, en última instancia, conducir a una imagen más completa de lo que representa una prueba nuclear", dijo Wallace.

Este descubrimiento, publicado en la revista Nature, podría algún día ayudar a los científicos a comprender mejor las explosiones nucleares ilícitas y frenar la proliferación nuclear.

"Comprender las armas nucleares de otros países requiere que tengamos una comprensión clara de sus programas de pruebas nucleares", afirmó Wallace . "Por lo general, analizamos los desechos radiactivos y los gases para comprender cómo se construyeron las armas o qué materiales contenían, pero esas firmas se desintegran. Un cuasicristal que se forma en el lugar de una explosión nuclear puede potencialmente brindarnos nuevos tipos de información, y existirá para siempre".