6 серпня 1945 року атомна бомба «Little Boy» зруйнувала Хіросіму й назавжди змінила історію людства. Вибух спричинив настільки високі температури, що за лічені секунди випаровувалися метал, скло, ґрунт і будівельні матеріали. Але коли ця суміш почала стрімко охолоджуватися, у ній виникли структури, яких за звичайних умов на Землі не побачиш. Тепер науковці знайшли серед мікроскопічних залишків вибуху раніше невідомий металевий сплав. Дослідники на чолі з геологом Лукою Бінді з Університету Флоренції вивчили 34 зразки так званого хіросимайту — крихітних склоподібних частинок, які утворилися з розплавлених і випаруваних матеріалів під час вибуху. В одному з них виявили надзвичайно маленьке зерно металу розміром лише близько 10 мікрометрів. Воно складається переважно із заліза, але також містить хром, кремній, нікель, молібден, марганець та алюміній. Сам склад уже був незвичним, однак справжня загадка ховалася всередині. Атоми вишикувалися незвичайним чином За допомогою рентгенівської дифракції вчені змогли визначити структуру кристалічної ґратки. Три інші досліджені зерна мали звичайну для сталі структуру. А от знайдений зразок виявився зовсім іншим. Його атоми утворюють складну впорядковану кубічну структуру, відому як AlAu₄-тип, похідну від структури бета-марганцю. За словами дослідників, саме поєднання незвичного хімічного складу та кристалічної структури робить цей сплав новим. Він не відповідає відомим промисловим сплавам або іншим раніше описаним продуктам вибухів. Ймовірно, матеріал народився буквально за мить: величезна температура перетворила різні речовини на пару, вони змішалися, а потім надзвичайно швидко охололи. У звичайних умовах атоми поступово перебудувалися б у стабільнішу структуру. Тут же процес був настільки стрімким, що незвична конфігурація ніби «замерзла» на місці. У уламках можуть ховатися інші невідомі матеріали Це відкриття може бути лише початком. Дослідники припускають, що уламки ядерних вибухів здатні зберігати цілу колекцію рідкісних матеріалів, які утворилися за екстремальних умов. Раніше команда Бінді вже знаходила в уламках іншого ядерного випробування — американського тесту Trinity — невідомий раніше матеріал. Втім, у цього відкриття є особливий контекст. Незвичайний сплав виник не в лабораторії й не під час мирного експерименту. Він став побічним продуктом трагедії, яка забрала величезну кількість людських життів. Саме тому вчені наголошують: досліджувати такі матеріали потрібно з максимальною обережністю та повагою до історичного контексту. Наука може багато розповісти про те, що відбувається з матерією за неймовірних температур і тиску, але в цьому випадку джерелом цих знань стали залишки одного з найстрашніших моментів XX століття. Дослідження опубліковане в Science Advances.

Світ змінився назавжди 6 серпня 1945 року. Того дня людство вперше свідомо використало найпотужнішу зброю, коли США скинули атомну бомбу на місто Хіросіма в Японії.За лічені секунди вогняна куля досягла температури понад 7000 °C, випаровуючи плоть і метал.Коли матеріали охололи, в попелі утворився сплав, якого людство ніколи раніше не бачило. Вчені на чолі з геологом Лукою Бінді з Університету Флоренції в Італії виявили маленьке зерно металевого сплаву, створене в екстремальних умовах атомного вибуху."Ядерна вогняна куля піддає багато різних матеріалів екстремальному нагріванню, насильницькому змішуванню та надзвичайно швидкому охолодженню, все це відбувається за лічені секунди", - сказав Бінді.Вибух потужністю 15 кілотон залишив багато шрамів. Деякі з них добре відомі, як тіні жертв, вибиті на камені та бетоні; інші - більш тонкі.Серед останніх - мікроскопічні частинки радіоактивних відходів, відомі як хіросімаїти, які утворилися, коли випаровані та розплавлені матеріали змішалися та швидко охололи під час вибуху.Ці частинки містять фізичний запис вогняної кулі. Різні матеріали були змішані в умовах, які зазвичай не відбуваються, навіть під штучними умовами виробництва."Метали, скло, ґрунт і будівельні матеріали випаровуються і змішуються при дуже високій температурі, створюючи хімічні комбінації, які рідко виникають за нормальних умов", - пояснив Бінді.Бінді та його колеги шукали незвичайні металеві фази, збережені в радіоактивних відходах, коли вони досліджували 34 зразки хіросімаїту, використовуючи різноманітні високоточні методи для вивчення мікроскопічного складу та структури кожної маленької кулі.Один з цих зразків виявився особливо цікавим. У його скляній матриці були численні мікроскопічні фрагменти залізо-хромового сплаву.Однак один з них виділявся. "Перший натяк прийшов з хімічного аналізу: одне зерно містило набагато більше кремнію, ніж навколишні частинки металу, багаті залізом і хромом", - сказав Бінді.Це зерно має лише близько 10 мікрометрів в діаметрі і, як показав електронно-променевий аналіз, містить переважно залізо, а також хром, кремній, нікель, молібден, марганець і алюміній. Але не лише суміш елементів робила його таким незвичайним.Дослідники вибрали чотири зерна для більш детального вивчення – їх маленький аномальний зразок і три інші приблизно такого ж розміру.Використовуючи тонкі голки, вони обережно витягли зерна вручну з полірувального зразка, а потім використали техніку, звану дифракцією рентгенівських променів одного кристала, щоб визначити, як атоми були розташовані всередині кожного з них.Три зразки для порівняння мали просту об'ємно-центричну кубічну структуру, очікувану для звичайної сталі. Але аномальний зразок не мав такої структури.Це було вирішальне спостереження. "Новизна полягає в цій специфічній комбінації хімії та кристалічної структури, яка не відповідає відомим промисловим сплавам або раніше зареєстрованим продуктам вибуху", - пояснив Бінді.Дослідники вважають, що він утворився в умовах ядерного вибуху – конденсуючись з металевої пари, а потім охолоджуючись надзвичайно швидко. За більш нормальних обставин конденсований шматок утворив би простішу структуру, оскільки охолоджувався б повільніше.Цей сплав може містити мікроскопічну бібліотеку матеріалів, які ми ще не знаємо, створених в умовах, настільки екстремальних і швидкоплинних, що їх важко відтворити навмисно.Цікавий фактВибух атомної бомби в Хіросімі став першим випадком, коли людство використало ядерну зброю, що призвело до величезних людських втрат і зміни в історії.