什么是原子弹拟炸弹,为什么他们很重要?

2021-06-10 23:13:44

理论物理学家Edward Teller在1945年7月16日黎明前在黎明前的新墨西哥沙漠的偏远地区施加了防晒霜。他试图保护他的皮肤免受由小工具的预定测试排放的光线 - 一种钚的光线核弹。 Richard Feynman是另一个理论物理学家,将他的收音机转为古典音乐站。随着倒计时开始,组装的人群增长安静。小工具的爆炸淹没了arias,并爆炸成橙色和黄色火球,暂时蒙蔽了旁观者。爆炸,爆炸了21,000吨TNT的力量,蒸发了炸弹所在的钢铁塔。它的蘑菇云高八英里。沙漠沙子融化了。辐射填满了空气。

此外,在破坏中,有些可爱的东西出生。数学上完美的拟言论 - 一个“禁止的”问题,其存在长期以来在碎片中遭到争议,尽管发现不再有75岁。

“我们反复通过粮食在粮食中搜查。它采取坚定的决心,“Paul Steinhardt,Lig Author上第一个宣布发现。来自第一个原子弹测试代码的三位一体的这种拟推器证据是作为一个分析工具,可以帮助确定负责恐怖核攻击的(为一个例子)。但是,在原子时代诞生中形成的这种不寻常的物质也对宇宙中所有物质的性质提出了重要问题。

什么是拟机,为什么他们“禁止?”数学家长期以来,塑造时,在订购的定期(重复)模式中排列时,形状会观察严格的规则。例如,壁纸设计通常基于以可预测的方式重复的对称模式。

矿物质的晶体分类 - 例如糖,盐或钻石 - 基于有序的重复模式的数学理论。也就是说,原子的安排被认为是无序或有序的,并且后一种情况下的唯一可能性涉及重复,三维组合物。

当然,数学家知道,至少在理论上存在下令的非重复模式。例如,英国数学家罗杰·彭罗斯(例如,创造了许多这样的设计。然而,科学家们慢慢考虑原子结构模拟这些性质的天然材料可能存在的可能性。

“所有在拟诡异的我们所有人都嘲笑,”斯坦哈特召回。 “我们正在反对晶体学法则,这些规则出现在每个教科书中,并说他们错过了一些东西。”

工程师和材料科学家Daniel Shechtman击败了Steinhardt来寻找第一个拟种他在实验室环境中发现的铝和锰合金。在宣布他的发现后,诺贝尔在化学中的奖金受援国Linus Pauling说:“没有拟言语,只是准科学家。”但是鲍林错了;原子构建块可能会破坏晶体法。 Shechtman后来赢得了诺贝尔化学奖,为他的发现。

至于Steinhardt,他仍然处于积极的追求 - 追求许多同事被视为愚蠢的僵尸,在高度控制的实验室之外。

“在材料科学或凝聚态物理学领域,有一个很好的数学思想,但没有身体表现给你一个失败者。我决定,我最好花一些时间试图寻找这些材料,“Steinhardt说。

为什么原子弹碎片泥炭壳化? Steinhardt和他的同事Luca Bindi探手了一个任务,将他们的团队带到俄罗斯远程东部,检查一些只在看起来像岩石的物体中只测量几微米的谷物。 “岩石”在太阳系开头的空间中从高冲击碰撞开始是在太空中形成的陨石。在陨石般的陨石上,他们在自然界中找到了第一个拟拟流术,它们被命名为Icosahedrite。

但Icosahedrite的拟气体不是旧的拟推器。 Steinhardt和Bindi发现了自然的拟血管,比实验室中发现的裂口更高。

“这意味着我们对谈到的是复杂和难以形成的内容的直觉。我们高估了它的高估,“Steinhardt说。他的工作假设是,拟rγrals可以在极端的热量和高压,不受控制的碰撞中形成。他试图用这些品质思考爆炸,特别是一个没有一个明确的时间戳。

那是,当他想到小工具的玻璃样碎片时代,被称为三角石,当沙漠砂,塔的钢和铜传输线在爆炸的休克条件下融化时。 Trinitite有两种颜色:红色和绿色。红色三型石比绿色三级稀有,包括来自小工具塔和传输线的金属。

“我们的很多拟拟流术是金属。斯坦哈特说,红色的东西似乎是一个去的人。

果然,从一块红色三角石的10微米谷物中,斯坦哈特和德国队的队伍发现了拟读数。此外,精致的样本与实验室中形成的那些不同的样品不同,他在陨石中发现的那些,而其他人则被发现以闪电引起的沙子或岩石中的富峰管形状。每一个新的拟替代发现都揭开了另一种独特的准夸张的原子结构,曾经认为在天然或人为的物质中是不可能的。

“在拟CASRYSTALS方面,我们只划伤了可能的对称表面,即在对称的INFINTIES中,”Steinhardt说。

如何协助核法医辅助?想象一下,以下情景:核弹在纽约市,芝加哥或洛杉矶等美国人口中心引爆。监测核试验禁止条约依赖的全球地震传感器和卫星仪器将检测到爆炸,证实它是核,并表明其幅度。但这些设备都不会回答按下问题:谁对爆炸负责?

“有问题需要对炸弹碎片进行答案,”国家核安全管理局核法医高级方案经理Timothy Ashenfelter说。

在想象的情景中,炸弹制造商可能拥有通过在本地可用的材料以及通过黑市,盗窃或向政府捐赠提供的燃料来提出赞助恐怖分子的材料。然而,炸弹原始组件的化学和物理性质可能在爆炸过程中发生变化,并将其化学凝结成火球。为了分析其起源的线索的碎片,调查人员通常依赖于超过1000年过去核试验的历史数据。此类法医调查日期回到1945年,曼哈顿项目科学家在洛杉矶阿拉莫斯国家实验室分析三位一体试验碎片。

“核武器实验室需要核武器实验室,”洛斯阿拉姆斯主任查尔斯麦克米兰曾说过。国际原子能机构促进了国家核法学生图书馆的发展,以协助识别核和其他放射性物质的监管控制。涉及执法,核科学或国家安全漏洞的调查人员通常依赖于绘制结论之前的各种法医技术。

“[W] E优化我们的核法医功能,以阻止任何敌对国家积极促进对我们国家或我们的盟友的核恐怖主义攻击,以及对任何无意中丧失核材料的责任,”ashenfelter说。 “核法医能力的目的最终影响外国国家的行为。”

在Trinitite中发现独特的拟言论提供了新的核法医工具的希望,但了解这一索赔的优点需要时间。该假设是对地球上的精确但极端温度和压力条件进行精确但极端温度和压力条件的物体 - 思考核爆炸的力量 - 将具有类似的拟集物原子结构。研究人员首先需要从过去的核试验中收集物质,他们具有温度,压力和冲击度量,以了解如何在核反应存在下改变材料的原子结构。如果在具有类似指标的网站上的拟类证据是一致的,则研究人员可以创建一个稍后将用作诊断工具的数据库。

虽然我们已经识别和测量了诸如核材料的同位素特性和化学形式的关键性质,但我们正在积极研究其他材料特性,以便在确定核材料的出处进行不同工艺历史之间进一步辨别的其他材料特性,“Ashenfelter说。

必须原子弹拟炸液帮助核法医到物质吗?很久以前,科学家无法想象,拟晶原子结构存在于自然或人造材料中,因为它们发现它们太复杂了。但随后在实验室和流星崩溃,雷击和原子弹爆炸的后果中发现了拟流工。同时,宇宙的阶段提供丰富的未取消的流星崩溃和其他高影响力碰撞。

“在地球的表面上,我们只看到在含氧气氛中非常缓慢地形成的小型矿物质,这确实限制了您可以形成的材料。也许这对宇宙来说是非典型的。斯坦哈特说,也许是比我们想象的更普遍无处不在。“

据报道,继三位一体试验爆炸,罗伯特对抗·罗伯特·奥比海,“原子弹的父亲”报价了“现在我成为死亡,世界驱逐舰。”然而在那个同时,其他世俗的拟言论提供了一个未说出口的邀请,成为世界的创造者。 Trinitite的拟流工部件不仅是因为他们的潜在效用。他们重要的是,他们提醒人们宇宙揭示其美丽,复杂的秘密随着时间的推移。只要人类抵御核战争存在的存在威胁,拟言论就会邀请人类展开美容。