Más de 80 años después de la prueba nuclear Trinity, considerada la primera vez que la humanidad fue testigo del poder de una bomba atómica, los científicos todavía están desenterrando nuevos descubrimientos científicos en sus restos. Recientemente, el último análisis de los materiales dejados por esta histórica explosión nuclear mostró que en los productos de la explosión nuclear se confirmó por primera vez una estructura cristalina llamada clatrato.
El 16 de julio de 1945, Estados Unidos llevó a cabo una explosión de prueba de una bomba de plutonio con el nombre en código "Trinity" en el desierto de Nuevo México como parte del Proyecto Manhattan. La bomba atómica liberó una energía equivalente a unas 21.000 toneladas de TNT, vaporizando estructuras de soporte de roca y metal en el centro de la explosión y envolviendo una gran cantidad de arena circundante, mezclándola en una violenta "tormenta atómica". En condiciones extremas de altas temperaturas y decenas de miles de presiones atmosféricas, la arena fundida, la arcilla, los metales en la estructura de acero de 30 metros de altura de la torre de pruebas y una gran cantidad de cables de cobre se fusionaron en un instante y se enfriaron rápidamente, formando finalmente una sustancia similar al vidrio llamada "trinitita".
Al igual que la Kryptonita en los cómics, existen diferentes "versiones" de Trinity Glass: la común es el vidrio verde, mientras que un vidrio rojo con mayor contenido de cobre es único debido a la incorporación de más metal procedente de cables y soportes de cobre. Una vez recolectado como recuerdo por los visitantes de los sitios de pruebas nucleares, el vidrio es ahora una muestra valiosa para estudiar reacciones químicas únicas en condiciones extremas.
Ya en 2021, un equipo dirigido por Luca Bindi, geólogo de la Universidad de Florencia (Italia), descubrió una nueva estructura cuasicristalina icosaédrica en una muestra de vidrio rojo Trinity, que llamó la atención. En la última investigación, el equipo de Bindi utilizó tecnologías de difracción de rayos X y sondas de electrones para realizar un análisis en profundidad de pequeñas gotas de vidrio Trinity rojo rico en cobre. Como resultado, se identificó un nuevo material cristalino en el área cercana a donde se descubrieron previamente los cuasicristales.
El equipo de investigación escribió en el último informe: "Informamos sobre la formación de un cristal de clatrato Tipo I [calcio-cobre-silicio] previamente desconocido durante la prueba nuclear Trinity. Esta es la primera vez que la existencia de una estructura de clatrato se ha confirmado cristalográficamente en el producto sólido de una explosión nuclear". Los clatratos se encuentran ampliamente en la naturaleza y se caracterizan por una estructura similar a una jaula en la red cristalina que puede "atrapar" otros átomos o moléculas. Aunque su disposición estructural es diferente a la de los cuasicristales irregulares, las composiciones elementales de los dos en el vidrio Trinity son similares, lo que también llevó a los investigadores a pensar si existe una relación estructural más profunda entre los dos.
El equipo de investigación señaló que, dado que tanto los clatratos como los cuasicristales están compuestos de elementos que se encuentran comúnmente en la arena del desierto y en las torres de prueba de metal, se puede concluir que ambos se formaron durante explosiones nucleares. Sin embargo, los modelos computacionales basados en la composición de la muestra muestran que, en condiciones normales, esta estructura de clatrato sólo puede existir de manera estable cuando el contenido de cobre es de aproximadamente el 10 %, mientras que el contenido real de cobre en el vidrio Trinity alcanza el 21 %. Esto significa que este cristal "en forma de jaula" debe generarse instantáneamente en muy poco tiempo cuando la temperatura y la presión aumentan bruscamente y luego vuelven a caer rápidamente, como si estuvieran "congeladas" en la ventana instantánea del "parpadeo de un ojo" de una explosión nuclear.
El estudio también señaló que este hallazgo excluye la posibilidad de utilizar un simple "marco de clatrato" para explicar la estructura cuasicristalina de la trinidad, enfatizando que las fases ricas en silicio generadas en condiciones extremas tienen características estructurales independientes y distintas. Los científicos dicen que estos entornos extremos son extremadamente raros y esperan que los humanos ya no los recreen en la realidad mediante explosiones nucleares. Por lo tanto, las rocas de vidrio dejadas por la prueba Trinity se han convertido en un registro experimental natural único de esta "creación en el momento de la destrucción". Los resultados de la investigación relevante se han publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), proporcionando una nueva perspectiva para que las personas comprendan la evolución de la morfología del material y la estructura cristalina en condiciones extremas.