Explosão da primeira bomba nuclear da história gerou um material raríssimo

Quando os Estados Unidos realizaram o primeiro teste de bomba nuclear, chamado Trinity, em 16 de julho de 1945, no estado do Novo México, além de mudar para sempre o destino da humanidade, também acabou gerando um material extremamente raro.

A liberação de energia, equivalente a 21.000 toneladas de TNT (dinamite), vaporizou a torre de teste de 30 m de altura e os quilômetros de fios de cobre que a conectavam ao equipamento de gravação. A bola de fogo fundiu a torre e o cobre com o asfalto e areia do deserto do Novo México gerando um novo mineral então chamado trinitita.

Décadas depois, os cientistas descobriram que esse material, na verdade, é raríssimo e conhecido como quasicristal. Sua produção de forma aleatória era considerada praticamente impossível.

A descoberta das características únicas do material foi descrita numa pesquisa que sairá na edição de junho da revista científica PNAS.

“Os quasicristais são formados em ambientes extremos que raramente existem na Terra. Eles exigem um evento traumático com choque, temperatura e pressão extremos. Normalmente não vemos isso, exceto em algo tão dramático como uma explosão nuclear”, explica o geofísico Terry Wallace, do Laboratório Nacional de Los Alamos (EUA), um dos autores do estudo, citado pelo site de notícias científicas Science Alert.

Entendendo o quasicristal

A maioria dos cristais, do simples sal de mesa aos valiosos diamantes, obedece à mesma regra: seus átomos estão dispostos numa estrutura em forma de rede 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 em 1984, o material era considerado impossível. Cristais sempre deviam ser ordenados ou desordenados, sem meio-termo. Em seguida, eles foram criados em laboratório e na natureza (dentro de meteoritos), forjados por choque termodinâmico de eventos como um impacto em altíssima velocidade.

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.

Usando técnicas como microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X, eles analisaram seis pequenas amostras de trinitita vermelha. Finalmente, conseguiram encontrar um minúsculo grão icosaedro (20 lados) formado por silício, cobre, cálcio e ferro, com uma simetria rotacional quíntupla impossível em cristais convencionais.

“Esse quasicristal é magnífico em sua complexidade. Mas ninguém ainda sabe dizer por que ficou com essa forma. Algum dia, um cientista ou engenheiro vai descobrir [..] e teremos uma explicação termodinâmica para sua criação. Então, espero, poderemos usar esse conhecimento para entender melhor as explosões nucleares e no final das contas, leva a uma imagem mais completa do que um teste nuclear representa”, diz Terry Wallace, citado pelo Science Alert.