Hiroşima'ya atılan atom bombasının üzerinden 81 yıl geçtikten sonra bilim insanları, doğada veya endüstriyel olarak üretilen bir alaşımda daha önce hiç gözlemlenmemiş bir materyal keşfetti. Patlamanın ateş topunda oluşan camımsı kalıntılar olarak bilinen "hiroşimait" içinde bulunan bu mikroskobik parçacık, altı farklı metal ve silisyumun alışılmadık bir kombinasyonunu ve bugüne kadar bilinmeyen bir kristal yapıyı barındırıyor. Araştırma, Science Advances dergisinde yayımlandı.
Nükleer Kül Yığınında Bir İğne
Floransa Üniversitesi'nden kristalograf uzmanı Luca Bindi liderliğindeki uluslararası ekip, Hiroşima Körfezi'nin plaj kumlarından toplanan 34 hiroşimait parçacığını inceledi. Bu parçacıkların boyutları birkaç yüz mikrometreden birkaç milimetreye kadar değişiyor.
Bilim insanları, camımsı parçacıklardan birinin içinde çok sayıda minik metal parçası fark etti. Yaklaşık 10 mikrometre boyutundaki dört tanecik özenle ayrıldı ve röntgen kristalografisi analizine tabi tutuldu. Üçü nispeten yaygın olan demir-krom alaşımları çıkarken, dördüncüsü tamamen farklı bir atomik dizilim gösterdi.
Ortaya çıkan şey yeni bir kimyasal element değil, bilinmeyen bir alaşım. Demir, krom, nikel, manganez, molibden ve alüminyumun yanı sıra önemli miktarda silisyum içeriyor. Bu kimyasal bileşim ile tespit edilen düzenli kristal yapının birleşimi, daha önce hiçbir doğal veya endüstriyel materyalde belgelenmemişti.
Luca Bindi, "Yeni alaşımdan sadece bir tek tanecik bulundu, bu da oldukça nadir olduğunu gösteriyor" diye açıklıyor.
Tüm Şehir Metal Buharına Dönüştü
Atom bombası, 6 Ağustos 1945'te Hiroşima üzerinde patladı. Ateş topu 7000 derecenin üzerine çıkarak çeliği, alüminyumu, camı, toprağı, suyu ve şehirdeki binaların parçalarını saniyeler içinde buharlaştırdı.
Farklı materyallerden çıkan metal buharları plazma bulutunda birbirine karıştı. Bulut genişledikçe sıcaklık inanılmaz bir hızla düştü ve maddelerin bir kısmı minik damlacıklar halinde yoğunlaştı. Bu damlacıklar daha sonra katılaşarak körfez bölgesine düştü.
Araştırmacılara göre bu alışılmadık alaşım, söz konusu kaotik karışımın yoğunlaşması ve ardından gelen neredeyse anlık soğuma sırasında oluştu. Atomlar, normal metalurjik koşullarda ortaya çıkması muhtemel olmayan bir yapının içine hapsoldu.
Bilim insanları, "Alaşım muhtemelen karışık metal buharlarından yoğunlaşma ve ardından genişleyen ateş topunda aşırı hızlı soğuma yoluyla oluştu" tespitinde bulunuyor.
1945 Yılından Kalma Mikroskobik Zaman Kapsülü
Hiroşimaitler, yıllar önce Hiroşima çevresindeki kumlarda keşfedilmişti. Farklı şekil ve renklerde olan bu parçacıklar, şehir binalarının, metal yapıların, toprağın ve camın eriyip karışmış kalıntılarını barındırıyor.
Bu yeni keşif, böyle bir parçacığı adeta mikroskobik bir zaman kapsülüne dönüştürüyor. İçindeki bileşim, patlamadan sadece saniyeler sonra gerçekleşen fiziksel ve kimyasal süreçlere dair bilgiyi koruyor.
Araştırmacılar, bu bulguyu 16 Temmuz 1945'te New Mexico'da yapılan ilk nükleer deneme "Trinity" sırasında oluşan alışılmadık materyallerle karşılaştırıyor. O dönemde eriyen kumlar ve tesis kalıntıları, "trinitit" olarak bilinen camımsı bir materyal yaratmıştı ve bu materyalde de nadir kristal yapılar keşfedilmişti.
Yeni Materyallere Giden Yolda Bir İpucu
Bu sıra dışı atomik dizilim, bilim insanlarına demir bazlı yeni alaşımlar geliştirme konusunda yol gösterebilir. Çok bileşenli materyaller, yüksek mekanik dayanıklılık, korozyona direnç ve aşırı sıcaklıklarda kararlılık gibi özelliklere sahip olabiliyor.
Ancak bu durum, keşfedilen alaşımın hemen üretilebileceği ve kullanılabileceği anlamına gelmiyor. Oluştuğu tam koşullar hala bilinmiyor ve bunları güvenli, kontrollü bir şekilde yeniden üretmek ciddi bir bilimsel zorluk teşkil edecek.
Bu keşif aynı zamanda nükleer adli bilimler için de faydalı olabilir. Bu tür mikroskobik kalıntıların analizi, bir nükleer patlamanın sıcaklığını, kimyasal bileşimini ve süreçlerinin bir kısmını yeniden oluşturmayı mümkün kılıyor.
Yazarlar, "Keşif, nükleer plazmayla ilgili olayların karmaşık metal fazlarını stabilize edebildiğini gösteriyor ve atomik patlama kalıntılarının yeni materyaller keşfi için doğal bir laboratuvar rolünü vurguluyor" diye belirtiyor.
Bu bilimsel keşfin arkasında, bu sıra dışı parçacıkları doğuran trajedi yatıyor. Hiroşima'nın yok edilmesi sırasında ortaya çıkan bu materyal, bugün hem bilinmeyen fiziksel süreçlere dair bilgi hem de insanlık tarihinin en yıkıcı saldırılarından birinin mikroskobik izini taşıyor.
