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Des chercheurs découvrent un « quasi-cristal » formé lors de l’explosion de la première bombe nucléaire

Des chercheurs ont découvert un cristal assez inhabituel sur le site du premier essai nucléaire de l’histoire, un « quasi-cristal ». Celui-ci était caché à l’intérieur d’une trinitite rouge.

À 5h30, heure locale, le 16 juillet 1945, lors d’un essai nucléaire nommé Trinity, une bombe a explosé dans le désert du Nouveau-Mexique. L’essai a eu lieu sur un site situé à plus de 300 km au sud de Los Alamos.

La trinitite rouge, un minéral vitreux créé lors du premier essai de la bombe atomique au Nouveau-Mexique en 1945. Luca Bindi et Paul J. Steinhardt
La trinitite rouge, un minéral vitreux créé lors du premier essai de la bombe atomique au Nouveau-Mexique en 1945. Crédit : Luca Bindi et Paul J. Steinhardt

La chaleur et la pression intense qui ont émané de la gigantesque explosion de la bombe, surnommée « Gadget », ont fait fusionner le sable et l’infrastructure métallique qui l’entourait en un matériau semblable au verre, appelé « trinitite ».

Des chercheurs ont découvert qu’à l’intérieur de cette trinitite rouge s’était formée une structure inhabituelle, dans un grain du matériau de 10 micromètres seulement. Elle est donc un peu plus grande qu’un globule rouge. Cette structure est appelée quasi-cristal, en raison de son étrange structure.

Qu’est-ce qu’un quasi-cristal ?

Les quasi-cristaux ont une structure ordonnée comme un cristal classique, mais qui ne se répète pas. Cela signifie que les quasi-cristaux peuvent avoir des propriétés qui ne sont pas propres aux cristaux normaux. Découverts pour la première fois en laboratoire dans les années 1980, les quasi-cristaux peuvent également apparaitre dans la nature, dans les météorites. Celles-ci contiennent souvent des éléments inhabituels. Une famille a par exemple récemment découvert une météorite extrêmement rare tombée au Royaume-Uni pourrait bouleverser nos connaissances sur la vie.

Le quasi-cristal icosaédrique découvert sur le site d’essai de la première bombe nucléaire serait composé d’éléments tels que le silicium, le cuivre, le calcium et le fer. Il n’aurait pas encore été synthétisé en laboratoire. Il aurait comme particularité de présenter une symétrie rotationnelle quintuple, ce qui est impossible dans un cristal naturel. Le groupe ponctuel de symétrie de ce quasi-cristal serait le même que celui du solide régulier à 20 côtés, l’icosaèdre.

Il s’agit donc du quasi-cristal le plus ancien que l’homme ait jamais synthétisé, bien que ce n’était à l’époque pas l’objectif de l’essai nucléaire. Nous savons maintenant qu’une telle explosion peut forger de tels cristaux. Il n’est donc pas impossible que les chercheurs en trouvent sur d’autres lieux d’essais nucléaires.

Source : Gizmodo