Geburt in der Hölle

Am 16. Juli 1945 um 17.30 Uhr bebte die Erde in der Wüste von New Mexico. Die USA hatten erfolgreich die erste Atombombe gezündet. Die unmittelbare Umgebung wurde durch das anschließende Inferno vollständig zerstört. Der Turm, auf dessen Spitze die Bombe gezündet wurde, verdampfte durch die extreme Hitze. In einem Umkreis von mehreren hundert Metern schmolz der Sand. In der Zwischenzeit ereigneten sich jedoch erstaunliche Dinge im Sand. Denn die Explosion, die heute als Trinity-Test bekannt ist, hat nicht nur zerstört, sondern auch ein völlig neues Material geschaffen: Trinitit, ein grünlich gefärbtes Glas. Es bildete sich wahrscheinlich, als der heiße Sand vom Boden in den Feuerball gesaugt wurde, dann vom Himmel zurückregnete und wieder erstarrte. Trinitit enthält zahlreiche radioaktive Isotope, darunter auch Uran-238.

Forscher der Universität Florenz haben nun ein rotbraunes Stück Trinitit untersucht, das vermutlich dort entstanden ist, wo das geschmolzene Kupfer eines Kabels mit dem ebenfalls geschmolzenen Sand in Berührung gekommen ist. Die Trinititprobe ist nur etwa zehn Mikrometer groß. In ihrem Inneren entdeckten die Forscher einen bisher einzigartigen Quasikristall.

In normalen Kristallen sind die Atome und Moleküle in einem periodischen Muster angeordnet. Diese Struktur wiederholt sich in jeder Raumrichtung, so wie sich Honigwaben in zwei Raumrichtungen wiederholen. In Quasikristallen hingegen wiederholen sie sich nicht. Das Muster der geordneten Atome ändert sich ständig. In der Natur findet man Quasikristalle zum Beispiel in Meteoriten.

In der untersuchten Trinitprobe bilden Silizium, Kupfer, Kalzium und Eisen eine pentamere, trimere und duale Symmetrie. Dies macht den Quasikristall zu einem Einkristall. Außerdem ist er der einzige Quasikristall, der hauptsächlich aus Silizium besteht, und darüber hinaus der älteste von Menschen hergestellte Quasikristall. Im Labor wurde der erste 1984 hergestellt.

Originalveröffentlichung:

Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.2101350118

www.pnas.org/content/118/22/e2101350118