Dal primo test nucleare un “quasicristallo” creato dall’uomo
Scoperto da una ricerca a guida italiana
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Scoperto il primo quasicristallo creato dall’uomo: a produrlo è stata la prima esplosione nucleare avvenuta all’alba del 16 luglio 1945, quando gli Stati Uniti dettero il via al test Trinity, il primo esperimento atomico condotto nel deserto del New Mexico. Lo indica lo studio del gruppo internazionale coordinato da Luca Bindi, dell’Università di Firenze. La scoperta potrebbe avere ricadute anche in termini di deterrenza nucleare: diversamente da quella degli altri detriti che si formano in seguito alle esplosioni nucleari, la composizione dei quasicristalli rimane stabile nel tempo e potrebbe quindi testimoniare che sono stati eseguiti dei test.
FOTO Il campione di trinitite nel quale è stato scoperto il primo quasicristallo (fonte: Luca Bindi, Paul J. Steinhardt) – RIPRODUZIONE RISERVATA+CLICCA PER INGRANDIRE
Lo studio, pubblicato sulla rivista dell’Accademia delle scienze degli Stati Uniti, Pnas, è stato condotto insieme alle università di Princeton, del Massachusetts, al California institute of technology (Caltech) e al Los Alamos National Laboratory.
Un’immagine del test Trinity (fonte: Los Alamos National Laboratory Library)
“Il nuovo materiale si è formato accidentalmente durante il primo test atomico che gli americani effettuarono nell’ambito del Progetto Manhattan”, racconta Bindi, ordinario di Mineralogia, tra i massimi esperti di quasicristalli. “La detonazione – prosegue – causò la fusione della sabbia circostante, della torre di prova e delle linee di trasmissione in rame, andando a formare un materiale vetroso noto come trinitite. Ed è proprio studiando i frammenti di trinitite nei laboratori dell’Università di Firenze che abbiamo scoperto il più antico quasicristallo creato dall’uomo, che ha una composizione chimica finora sconosciuta, Si61Cu30Ca7Fe2, legata alle condizioni in cui si è formato, e una caratteristica peculiare: la sua data di creazione è indelebilmente impressa nella storia”.
I quasicristalli sono materiali unici, i cui atomi sono disposti come in un mosaico, in modelli regolari ma che non si ripetono mai nello stesso modo, come succede invece nei cristalli ordinari. Il primo fu creato in laboratorio da Dan Shechtman nel 1982 (lavoro che gli valse poi il premio Nobel per la Chimica) e da allora tali materiali, per la loro eccezionale struttura, sono stati utilizzati in una varietà di applicazioni tecnologiche.
“Fino a oggi sapevamo che i quasicristalli in natura si formano a condizioni estreme di temperatura e pressione: gli unici due documentati, l’icosaedrite e la decagonite, erano stati infatti ritrovati, proprio grazie alle mie precedenti ricerche, nei frammenti di una meteorite caduta sulle montagne del Koryak, nell’estremo oriente della Russia, circa 15mila anni fa. Le condizioni in cui i due quasicristalli si erano formati, probabilmente in collisioni tra asteroidi nello spazio agli albori del sistema solare, sono paragonabili – conclude Bindi – a quelle prodotte in esplosioni atomiche. Per questo ho deciso di studiare attentamente il materiale del test Trinity
