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科学家在日本广岛发现新物质 系核爆环境中形成
文章来源: 红星新闻 于
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该研究发布于7月29日，第一作者是意大利佛罗伦萨大学矿物学与晶体学教席教授卢卡·宾迪，参与研究的还有美国加州大学伯克利分校地球与行星科学系的教授汉斯-鲁道夫·文克等。
这一跨国科学家团队分析了被称为“广岛石”的物质颗粒，这是一种极其微小的球状熔融碎屑，由原子弹爆炸产生。当时，核爆在短短数秒内便产生了超过7000摄氏度的高温，使周围物质熔化并形成这些颗粒。科学家们将广岛石颗粒嵌入树脂中，进行抛光，并在反射光显微镜下进行分析。
▲1945年8月6日广岛原子弹爆炸后的景象
研究发现，原子弹爆炸释放的极端高温使建筑材料、金属、土壤、玻璃以及水等物质迅速汽化，在剧烈翻腾的火球中混合，并随着火球升入高空，随后迅速冷却。这些燃烧物质形成的蒸汽快速凝结成微米级液滴，最终降落并沉积在周围地区。尽管距离那次核爆已经过去80多年，许多这样的微粒至今仍保留在广岛湾的沙滩中。
科学家们在这些微粒中发现了微小的富铁合金液滴，这些合金液滴仅占整个颗粒约3%的体积，以细小圆形液滴、不规则晶粒或成簇夹杂物的形式分布在微粒内部。该合金主要由铁、铬、镍、锰、钼、硅和铝组成，具有立方晶格结构。这种材料和结构组成前所未见。通常情况下，合金元素混合物会稳定形成更简单的晶体结构，但在这种合金里，却保持了复杂的立方晶格形态，这种形态不可能在自然环境中形成。这一物质很可能是混合金属被瞬间高温蒸气冷凝后，在膨胀的火球中经历超快淬火形成的。
这项发现为科学家理解物质在地球上最极端温度和压力条件下的行为提供了前所未有的线索，也可能为未来开发在极端条件下形成的新型材料开辟新的方向。
研究中写道：核爆炸等高能灾难性事件会产生瞬态物理化学环境，其性质与超高速行星碰撞、流星撞击和闪电类似。这些现象会产生极端温度、快速压力波动、异质物质汽化，以及随后膨胀火球中熔体和气溶胶的冷凝过程。这种环境可以形成在通常条件下无法产生的矿物和金属。
科学家们认为，原子弹爆炸碎片或许能够帮助人类揭示物质形成的原理，这种原理也适用于陨石撞击、闪电以及自然界中的其他剧烈事件。
卡内基梅隆大学的物理学家迈克尔·威多姆表示，这一发现反映了“一个几乎未被触及的全新材料世界”。这些材料难以在热力学稳定的条件下制造，也难以在那些普通的地方找到。这些科学家正确地认识到：如果你想找到新材料，它们就会出现在不寻常的地方。
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