Международная группа исследователей сообщила об обнаружении ранее неизвестного металлического сплава, сформировавшегося после атомной бомбардировки Хиросимы. Результаты работы опубликованы в научном журнале Science Advances. Авторы считают, что экстремальные условия ядерного взрыва позволили образоваться материалу с кристаллической структурой, которую невозможно получить традиционными металлургическими методами. Открытие привлекло внимание специалистов по материаловедению, поскольку может расширить представления о поведении металлов при сверхвысоких температурах и давлениях.
Исследователи проанализировали 34 образца так называемого «хиросимаита» — микроскопических частиц, сохранившихся в песках залива Хиросимы после взрыва 6 августа 1945 года. В одном из образцов были обнаружены многочисленные железо-хромовые сплавы, среди которых ученые выделили ранее неизвестную частицу размером всего несколько микрометров. Проведенный рентгеноструктурный анализ показал, что ее кристаллическая решетка отличается от всех известных аналогов, а химический состав не соответствует существующим классификациям металлических фаз.
Авторы исследования объясняют происхождение материала условиями, возникшими в первые мгновения после детонации. По их расчетам, температура в огненном шаре превышала 7000 градусов Цельсия. В таких условиях строительные материалы, металлические конструкции, стекло и грунт испарялись, превращаясь в плазму. Затем раскаленная смесь стремительно охлаждалась и конденсировалась, что, по мнению ученых, и создало предпосылки для формирования новой металлической структуры, недостижимой в обычных промышленных условиях.
Исследователи отмечают, что обнаруженный сплав имеет сходство с другим необычным материалом — квазикристаллом, найденным ранее в остатках первого в истории ядерного испытания Trinity, проведенного в США в июле 1945 года. Оба открытия рассматриваются как свидетельство того, что экстремальные процессы, сопровождающие ядерные взрывы, способны формировать устойчивые структуры, которые практически невозможно синтезировать традиционными способами.
При этом ученые подчеркивают, что термин «металл, которого не может существовать», используемый в популярном изложении исследования, не означает нарушение законов физики. Речь идет о материале, образование которого требует уникального сочетания сверхвысокой температуры, давления и скорости охлаждения. Авторы статьи не исключают, что аналогичные структуры могут быть получены искусственно в будущем, если удастся воспроизвести соответствующие условия в лаборатории.
Специалисты считают, что результаты исследования могут иметь прикладное значение. В публикации говорится, что изучение подобных сплавов позволит лучше понять процессы формирования новых материалов, усовершенствовать разработку высокопрочных металлических соединений, а также расширить возможности ядерной криминалистики. Последняя используется для анализа последствий ядерных испытаний и определения характеристик взрывов по составу образовавшихся материалов.
В научном сообществе открытие уже вызвало интерес, однако исследователи отмечают необходимость дальнейших экспериментов. Для окончательного понимания свойств новой фазы потребуется обнаружение дополнительных образцов и проведение независимых исследований. Пока работа представляет собой первое описание материала, обнаруженного в остатках атомного взрыва, а его потенциальные технологические свойства еще предстоит изучить.
Альтернативных научных объяснений происхождения найденной частицы на данный момент не опубликовано. Вместе с тем специалисты традиционно подчеркивают, что единичные находки требуют независимой проверки и воспроизводимости результатов. Вокруг последствий атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки десятилетиями существуют общественные и политические дискуссии, однако представленное исследование касается исключительно материаловедения и не рассматривает вопросы исторической или политической оценки событий.
6 августа 1945 года США применили атомную бомбу «Little Boy» против японского города Хиросима, а 9 августа — бомбу «Fat Man» против Нагасаки. По различным оценкам, к концу 1945 года последствия двух взрывов привели к гибели более 200 тысяч человек. Исследование нового сплава опубликовано в журнале Science Advances международной группой ученых. Анализ проводился на образцах «хиросимаита» — микрочастиц, обнаруженных в песках залива Хиросимы спустя десятилетия после взрыва. Полученные результаты рассматриваются как вклад в развитие материаловедения, физики экстремальных состояний вещества и методов ядерной криминалистики.