Mais de 80 anos após o teste nuclear Trinity, considerado a primeira vez que a humanidade testemunhou o poder de uma bomba atómica, os cientistas ainda estão a desenterrar novas descobertas científicas nos seus vestígios. Recentemente, a última análise dos materiais deixados por esta explosão nuclear histórica mostrou que uma estrutura cristalina chamada clatrato foi confirmada pela primeira vez nos produtos da explosão nuclear.
Em 16 de julho de 1945, os Estados Unidos conduziram um teste de explosão de uma bomba de plutônio de codinome "Trinity" no deserto do Novo México como parte do Projeto Manhattan. A bomba atômica liberou uma energia equivalente a cerca de 21.000 toneladas de TNT, vaporizando rochas e estruturas metálicas de suporte no centro da explosão e envolvendo uma grande quantidade de areia circundante, misturando-a em uma violenta "tempestade atômica". Sob condições extremas de altas temperaturas e dezenas de milhares de pressões atmosféricas, areia derretida, argila, metais na estrutura de aço de 30 metros de altura da torre de teste e um grande número de cabos de cobre foram fundidos em um instante e resfriados rapidamente, eventualmente formando uma substância semelhante a vidro chamada "trinitita".
Semelhante à criptonita dos quadrinhos, existem diferentes "versões" do Trinity Glass: a comum é o vidro verde, enquanto um vidro vermelho com maior teor de cobre é único devido à incorporação de mais metal proveniente de cabos e suportes de cobre. Outrora coletado como lembrança pelos visitantes dos locais de testes nucleares, o vidro é agora uma amostra valiosa para o estudo de reações químicas únicas sob condições extremas.
Já em 2021, uma equipe liderada por Luca Bindi, geólogo da Universidade de Florença, na Itália, descobriu uma nova estrutura quasicristalina icosaédrica em uma amostra de vidro vermelho Trinity, que atraiu a atenção. Na pesquisa mais recente, a equipe de Bindi usou tecnologias de difração de raios X e sonda eletrônica para conduzir análises aprofundadas de minúsculas gotículas de vidro Trinity vermelho rico em cobre. Como resultado, um novo material cristalino foi identificado na área perto de onde os quasicristais foram descobertos anteriormente.
A equipe de pesquisa escreveu no último relatório: “Relatamos a formação de um cristal de clatrato Tipo I [cálcio-cobre-silício] até então desconhecido durante o teste nuclear Trinity. Esta é a primeira vez que a existência de uma estrutura de clatrato foi cristalograficamente confirmada no produto sólido de uma explosão nuclear. Os clatratos são amplamente encontrados na natureza e são caracterizados por uma estrutura semelhante a uma gaiola na rede cristalina que pode "capturar" outros átomos ou moléculas. Embora seu arranjo estrutural seja diferente daquele dos quasicristais irregulares, as composições elementares dos dois no vidro da trindade são semelhantes, o que também levou os pesquisadores a pensar se existe uma relação estrutural mais profunda entre os dois.
A equipe de pesquisa apontou que, como tanto os clatratos quanto os quasicristais são compostos de elementos comumente encontrados na areia do deserto e em torres de teste de metal, pode-se concluir que ambos foram formados durante explosões nucleares. No entanto, modelos computacionais baseados na composição da amostra mostram que, em condições normais, esta estrutura de clatrato só pode existir de forma estável quando o teor de cobre é de cerca de 10%, enquanto o teor real de cobre no vidro Trinity atinge 21%. Isso significa que esse cristal "semelhante a uma gaiola" deve ser gerado instantaneamente em um tempo muito curto, quando a temperatura e a pressão aumentam acentuadamente e depois caem rapidamente, como se estivessem "congelados" na janela instantânea do "piscar de olho" de uma explosão nuclear.
O estudo também apontou que esse achado exclui a possibilidade de usar uma simples "estrutura de clatrato" para explicar a estrutura quasicristalina trinitária, enfatizando que as fases ricas em silício geradas em condições extremas possuem características estruturais independentes e distintas. Os cientistas dizem que tais ambientes extremos são extremamente raros e esperam que os humanos não os recriem mais na realidade através de explosões nucleares. Portanto, as rochas de vidro deixadas pelo teste Trinity tornaram-se um registro experimental natural único desta “criação no momento da destruição”. Resultados de pesquisas relevantes foram publicados no Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), fornecendo uma nova perspectiva para as pessoas compreenderem a evolução da morfologia do material e da estrutura cristalina sob condições extremas.