Às 5h29 da manhã de 16 de julho de 1945, no estado do Novo México, um terrível momento da história aconteceu.
A calmaria do amanhecer foi dilacerada quando o Exército dos Estados Unidos detonou um dispositivo de implosão de plutônio conhecido como Gadget – o primeiro teste do mundo de uma bomba nuclear, conhecido como teste Trinity. Este momento mudaria a guerra para sempre.
A liberação de energia, equivalente a 21 quilotons de TNT, vaporizou a torre de teste de 30 metros (98 pés) e quilômetros de fios de cobre conectando-a ao equipamento de gravação. A bola de fogo resultante fundiu a torre e o cobre com o asfalto e a areia do deserto abaixo em vidro verde – um novo mineral chamado trinitita.
Décadas depois, os cientistas descobriram um segredo escondido em um pedaço dessa trinitita – uma forma rara de matéria conhecida como quasicristal, antes considerada impossível.
“Quasicristais são formados em ambientes extremos que raramente existem na Terra”, explicou o geofísico Terry Wallace, do Laboratório Nacional de Los Alamos, no ano passado.
“Eles exigem um evento traumático com choque, temperatura e pressão extremos. Normalmente não vemos isso, exceto em algo tão dramático quanto uma explosão nuclear.”
A maioria dos cristais, do humilde sal de mesa aos diamantes mais duros, obedece à mesma regra: seus átomos estão dispostos em uma estrutura de treliça que se repete no espaço tridimensional. Os quasicristais quebram essa regra – o padrão no qual seus átomos estão organizados não se repete.
Quando o conceito surgiu pela primeira vez no mundo científico em 1984, isso era considerado impossível: os cristais eram ordenados ou desordenados, sem meio-termo. Em seguida, eles foram realmente encontrados, ambos criados em ambientes de laboratório e na natureza – dentro de meteoritos, forjados por choque termodinâmico de eventos como um impacto de hipervelocidade.
Sabendo que condições extremas são necessárias para produzir quasicristais, uma equipe de cientistas liderada pelo geólogo Luca Bindi, da Universidade de Florença, na Itália, decidiu examinar mais de perto a trinitita.
Mas não o material verde. Embora sejam incomuns, já vimos quasicristais suficientes para saber que eles tendem a incorporar metais, então a equipe foi procurar uma forma muito mais rara do mineral – a trinitita vermelha, dada sua tonalidade pelos fios de cobre vaporizados incorporados nele.
Usando técnicas como microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X, eles analisaram seis pequenas amostras de trinitita vermelha. Finalmente, eles conseguiram um sucesso em uma das amostras – um minúsculo grão de 20 lados de silício, cobre, cálcio e ferro, com uma simetria rotacional de cinco vezes impossível em cristais convencionais – uma “consequência não intencional” de belicismo.
“Este quasicristal é magnífico em sua complexidade – mas ninguém ainda pode nos dizer por que foi formado dessa maneira”, explicou Wallace em 2021, quando a pesquisa da equipe foi publicada.
“Mas algum dia, um cientista ou engenheiro vai descobrir isso e as escamas serão levantadas de nossos olhos e teremos uma explicação termodinâmica para sua criação. Então, espero, podemos usar esse conhecimento para entender melhor as explosões nucleares e em última análise, levar a uma imagem mais completa do que um teste nuclear representa.”
Esta descoberta representa o mais antigo quasicristal antropogênico conhecido e sugere que pode haver outros caminhos naturais para a formação de quasicristais. Por exemplo, os fulguritos de areia derretida forjados por raios e material de locais de impacto de meteoros podem ser uma fonte de quasicristais na natureza.
A pesquisa também pode nos ajudar a entender melhor os testes nucleares ilícitos, com o objetivo final de conter a proliferação de armamentos nucleares, disseram os pesquisadores. Estudar os minerais forjados em outros locais de testes nucleares poderia descobrir mais quasicristais, cujas propriedades termodinâmicas poderiam ser uma ferramenta para forense nuclear.
“Entender as armas nucleares de outros países exige que tenhamos uma compreensão clara de seus programas de testes nucleares”, disse Wallace.
“Nós normalmente analisamos detritos e gases radioativos para entender como as armas foram construídas ou quais materiais elas continham, mas essas assinaturas decaem. Um quasicristal formado no local de uma explosão nuclear pode nos fornecer novos tipos de informações – e eles são existirá para sempre.”
Publicado em 30/07/2022 16h24
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