Fizičari otkrili do sada nepoznatu supstancu nastalu u bombardovanju Hirošime

Hirošima, mesto prve upotrebe atomske bombe i najužasnijeg bombardovanja u istoriji čovečanstva, istovremeno biva i najčudnija moguća naučna laboratorija. Analizirajući ostatke i posledice eksplozije timovi stručnjaka i ovih dana dolaze do naučnih saznanja kakva nisu moguća ni u prirodi, ni u naučnim ustanovama.

Fizičari pod vođstvom Luke Bindija sa Univerziteta u Firenci upravo su objavili da su u ostacima sa plaže pokraj Hirošime otkrili do sada nepoznatu supstancu, a koja je nastala u bombardovanju ovog grada atomskim naoružanjem. Prema radu koji je upravo objavljen u časopisu Science Advances, atomska eksplozicija nad japanskim gradom 1945. godine stvorila je mikroskopsku leguru kakva nije pronađena u prirodi, niti je ikada stvorena u laboratorijskim uslovima.

Neobične kuglice na obali

Prirodna laboratorija u Hirošimi počela je da se razvija kada je 2015. godine geolog Mario Vanije uočio neobične zaobljene čestice na oko šest kilometara od centra udara atomske bombe. Ličile su na staklene kuglice koje nastaju pri udaru meteorita, a kasnije istraživanje je pokazalo da sadrže čestice koje nisu karakteristične za prirodno okruženje. Činili su ih materijali od kojih se sastoje gradski objekti: beton, staklo, čelik, cigle, crep, alumunijum i materije nalik gumi.

Tim koji predvodi Luka Bindi analizirao je 34 pronađene mikročestice koje su u nauci dobile naziv hirošimaiti (engl. hiroshimaites). U jednoj od njih našao je kristalnu leguru veličine svega nekoliko mikrometara, otprilike poput jednog krvnog zrnca. Legura je predstavljala kombinaciju više elemenata: gvožđa, hroma, nikla, mangana, molibdena, silicijuma, aluminijuma. Elementi su ostali ravnomerno raspoređeni u složenoj kristalnoj rešetki, u kombinaciji kakva do sada nije zabeležena ni u prirodi, ni u laboratoriji. Reč je o novoj organizaciji poznatih elemenata, a ne o novom hemijskom elementu.

Autori rada pretpostavljaju da su gvožđe, hrom, nikl, mangan i molibden potekli iz konstrukcionih i nerđajućih čelika, dok su silicijum i aluminijum mogli da dođu iz stakla, betona, keramike i metalnih legura. Naglo hlađenje je „zamrzlo“ atome u rasporedu koji pri sporom hlađenju verovatno ne bi opstao.

Šta se fizički dogodilo nad Hirošimom

Čudna, svakako i užasna prirodna laboratorija nastala je takko što je bomba nazvana Mali dečak eksplodirala 6. avgusta 1945. u 8.15 časova, približno 600 metara iznad grada. Bila je to uranijumska fisijska bomba, sa oko 64 kilograma uranijuma. Procenjeno je da je udarilo snagom od približno 15 kilotona TNT-a, dakle energijom eksplozije 15.000 tona klasičnog TNT eksploziva.

Temperatura u središtu eksplozije u početku je premašivala milion stepeni Celzijusa. Za približno jednu sekundu vatrena lopta dostigla je poluprečnik preko 200 metara. Oko 0,2 sekunde posle detonacije njena površina imala je procenjenu temperaturu od oko 7.700 stepeni.

Zvanični podaci Hirošime navode da su izložene površine blizu centra udara dostizale 3.000 do 4.000 stepeni. Crepovi su se topili i dobijali mehuriće, drvo se ugljenisalo, odeća i drugi lako zapaljivi materijali planuli su. Opekotine na nezaštićenoj koži zabeležene su na udaljenostima do 3,5 kilometara.

Istovremeno su planule hiljade odvojenih požara. U srušenim kućama goreli su drvo, papir, tkanine, ulje, ugalj i gasne instalacije. Organski materijali su prolazili kroz pirolizu, odnosno raspadanje pod dejstvom toplote, oslobađajući zapaljive gasove. Požari su se zatim spojili i stvorili snažno uzlazno strujanje, koje je sa periferije uvlačilo svež vazduh i kiseonik. Oko 13 kvadratnih kilometara grada izgorelo je.

Ogromna temperatura i jako brzo hlađenje

U direktno pogođenim područjima staklo, čelik, beton, crepovi i drugi materijali bili su rastopljeni ili delimično ispareni. Molekuli su se raspali, a deo atoma ostao je jonizovan u plazmi. Pretpostavka je da su izmešani gvožđe iz konstrukcija, hrom i nikl iz nerđajućeg čelika, aluminijum iz predmeta i silicijum iz stakla i građevinskih materijala. Pri hlađenju su se atomi ponovo povezivali.

Naglo hlađenje sprečilo je atome da se razdvoje u uobičajene kristale. U jednoj kapljici ostala je složena višekomponentna legura. Čestice su nošene strujanjem vazduha, a zatim su pale na grad, zaliv i okolne obale. Nova legura zato predstavlja zamrznuti zapis nekoliko sekundi hemije unutar nuklearnog oblaka.

Analizirajući sitne ostatke na obalama u blizni Hirošime naučnici su našli njihovu čvrstu vezu sa ostacima grada razrušenog u nuklearnom udaru. Oblik ispitivanih čestica pokazuje da su nastale u vazduhu pri veoma visokoj temperaturi; sastav odgovara gradskim građevinskim materijalima, a ne prirodnim stenama Hirošimskog zaliva; količina i raznovrsnost čestica teško se mogu objasniti industrijom, vatrometom ili vulkanskim procesima.

Uzorak ostataka Hirošime je suviše mali za ozbiljna ispitivanja čvrstoće, otpornosti na koroziju ili ponašanja pri zagrevanju. Za sada je njegova najveća vrednost naučna: kristal veličine nekoliko mikrometara sačuvao je fizički zapis uslova koji su nad Hirošimom trajali svega nekoliko sekundi. Užasni trenutak čovečanstva stvorio je laboratoriju koju nijedna naučna institucija nije mogla da organizuje, a koja nas možda upoznaje sa nekim do sada nepoznatim procesima u razvoju prirode.