Meer dan 80 jaar na de kernproef van de Trinity, die wordt beschouwd als de eerste keer dat de mensheid getuige was van de kracht van een atoombom, zijn wetenschappers nog steeds bezig met het opgraven van nieuwe wetenschappelijke ontdekkingen in de overblijfselen ervan. Onlangs heeft de laatste analyse van de materialen die door deze historische kernexplosie zijn achtergelaten aangetoond dat een kristalstructuur, clathraat genaamd, voor het eerst werd bevestigd in de producten van de kernexplosie.

Op 16 juli 1945 voerden de Verenigde Staten een testexplosie uit van een plutoniumbom met de codenaam "Trinity" in de woestijn van New Mexico als onderdeel van het Manhattan Project. De atoombom bracht een energie vrij die equivalent was aan ongeveer 21.000 ton TNT, waardoor gesteente en metalen steunstructuren in het centrum van de explosie verdampten en een grote hoeveelheid omringend zand omhulde, waardoor dit vermengde tot een gewelddadige 'atoomstorm'. Onder de extreme omstandigheden van hoge temperaturen en tienduizenden atmosferische drukken werden dit gesmolten zand, klei, metalen in de 30 meter hoge staalconstructie van de testtoren en een groot aantal koperkabels in een oogwenk versmolten en snel afgekoeld, waardoor uiteindelijk een glasachtige substantie ontstond die "trinietiet" werd genoemd.

Net als Kryptonite in de strips zijn er verschillende "versies" van Trinity Glass: de gebruikelijke is groen glas, terwijl rood glas met een hoger kopergehalte uniek is vanwege de verwerking van meer metaal uit koperen kabels en beugels. Ooit verzameld als souvenir door bezoekers van nucleaire testlocaties, is het glas nu een waardevol monster voor het bestuderen van unieke chemische reacties onder extreme omstandigheden.

Al in 2021 ontdekte een team onder leiding van Luca Bindi, een geoloog aan de Universiteit van Florence in Italië, een nieuwe icosaëdrische quasi-kristalstructuur in een rood Trinity-glasmonster, wat de aandacht trok. In het laatste onderzoek gebruikte Bindi's team röntgendiffractie- en elektronensondetechnologieën om diepgaande analyses uit te voeren van kleine druppeltjes koperrijk rood Trinity-glas. Als gevolg hiervan werd een gloednieuw kristallijn materiaal geïdentificeerd in het gebied nabij waar eerder quasi-kristallen werden ontdekt.

Het onderzoeksteam schreef in het laatste rapport: "We rapporteren de vorming van een voorheen onbekend [calcium-koper-silicium] Type I clathraatkristal tijdens de Trinity-kernproef. Dit is de eerste keer dat het bestaan ​​van een clathraatstructuur kristallografisch is bevestigd in het vaste product van een nucleaire explosie." Clathraten komen veel voor in de natuur en worden gekenmerkt door een kooiachtige structuur in het kristalrooster die andere atomen of moleculen kan "vangen". Hoewel de structurele opstelling ervan verschilt van die van onregelmatige quasi-kristallen, zijn de elementaire samenstellingen van de twee in drie-eenheidsglas vergelijkbaar, wat onderzoekers er ook toe aanzette na te denken over de vraag of er een diepere structurele relatie tussen de twee bestaat.

Het onderzoeksteam wees erop dat, aangezien zowel clathraten als quasi-kristallen zijn samengesteld uit elementen die vaak worden aangetroffen in woestijnzand en metalen testtorens, kan worden geconcludeerd dat beide zijn gevormd tijdens kernexplosies. Uit computermodellen op basis van de monstersamenstelling blijkt echter dat deze clathraatstructuur onder normale omstandigheden alleen stabiel kan bestaan ​​als het kopergehalte ongeveer 10% bedraagt, terwijl het werkelijke kopergehalte in Trinity-glas 21% bedraagt. Dit betekent dat dit ‘kooiachtige’ kristal onmiddellijk in zeer korte tijd moet worden gegenereerd wanneer de temperatuur en druk scherp stijgen en vervolgens snel terugvallen, alsof ze ‘bevroren’ zijn in het momentane venster van het ‘knipperen van de ogen’ van een nucleaire explosie.

De studie wees er ook op dat deze bevinding de mogelijkheid uitsluit om een ​​eenvoudig "clathraatraamwerk" te gebruiken om de drie-eenheid quasi-kristalstructuur te verklaren, waarbij wordt benadrukt dat de siliciumrijke fasen die onder extreme omstandigheden worden gegenereerd onafhankelijke en verschillende structurele kenmerken hebben. Wetenschappers zeggen dat dergelijke extreme omgevingen uiterst zeldzaam zijn, en ze hopen dat mensen deze niet langer in werkelijkheid zullen nabootsen door middel van kernexplosies. Daarom zijn de glazen rotsen die bij de Trinity-test zijn achtergelaten een uniek natuurlijk experimenteel verslag geworden van deze 'creatie op het moment van vernietiging'. Relevante onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), die mensen een nieuw perspectief bieden om de evolutie van de materiële morfologie en kristalstructuur onder extreme omstandigheden te begrijpen.