Le 6 août 1945 les États-Unis ont abandonné Hiroshima le premier dispositif atomique de l’histoire utilisé dans un conflit. Parmi les conséquences tragiques de cette journée, que nous connaissons tous, il y en a une que nous avons découverte il y a seulement quelques mois : l’explosion a donné vie, l’espace d’un instant, à un matériel qui n’a jamais existé sur Terre. Une phase intermétallique à sept composantsest resté caché dans le sable pendant près de quatre-vingts ans. Il a été découvert par une équipe dirigée par le géologue italien Luca Bindi (Université de Florence), dans une étude publiée dans Avancées scientifiques. Mais pourquoi cette découverte est-elle si pertinente ?
Comment l’alliage métallique s’est formé à des températures supérieures à 7 000°C
Au moment de la détonation, la boule de feu en contact avec le sol a atteint des températures maximales supérieures à 7000°C: plus que la photosphère du Soleil, qui se trouve autour du 5500°C. Tout ce qui se trouvait au sol – comme le béton, le verre et l’acier des structures – a été instantanément vaporisé ou fondu, se transformant en une vapeur métallique dense mélangée à de la matière en fusion, élevée dans le champignon atomique. Puis, en quelques secondes, cette vapeur s’est refroidie à une vitesse vertigineuse, retombant au sol sous la forme de minuscules sphérules vitreuses.
Tout va bien sphéruleen un certain sens, était un micro-laboratoire involontaire. Des conditions qu’aucune installation industrielle au monde ne pourrait reproduire – un chauffage extrême suivi d’un revenu ultra-rapide – ont « gelé » les atomes dans des configurations qui ne se forment pas naturellement. À l’intérieur de l’une de ces sphérules, les chercheurs ont découvert un minuscule point cristallin. riche en silicium et contenant six métaux : fer (environ 62,7%), chrome (14,7%), nickel (8,9%), molybdène (3,7%), manganèse (2,1%)e aluminium en traces.
Mais les chiffres à eux seuls ne disent pas grand-chose. La véritable étrangeté réside dans la manière dont ces atomes s’organisent. Normalement, lorsqu’un mélange aussi complexe de métaux refroidit, les atomes ont le temps de « se rassembler » et de se séparer en structures. plus simple et bien rangé. Mais ici, c’est le contraire qui s’est produit : le refroidissement a été si rapide que les atomes n’ont pas eu le temps de se séparer. Ils sont restés « gelés » tous ensemble, en un seul verrouillage géométrique régulier jamais vu auparavant. Conceptuellement, c’est un peu comme si des centaines de personnes étaient soudainement arrêtées et bloquées exactement là où elles se trouvaient, formant par hasard une silhouette parfaitement ordonnée.
Qu’est-ce que l’Hiroshimaite
Tout commence en 2019, lorsque le géologue Mario Plus envie Il parcourt les plages de la baie d’Hiroshima et trouve les sphérules vitreuses que nous appelons aujourd’hui Hiroshimaite. L’équipe de Bindi analyse 34 de ces sphérules, allant de quelques centaines de micromètres à quelques millimètres de large : pratiquement des grains de sable. Au microscope électronique, plusieurs fragments métalliques piégés émergent dans l’un d’eux. Une en particulier retient votre attention : à peine 10 micromètres de long – un dixième de l’épaisseur d’un cheveu – avec une signature chimique anormale et très riche en silicium. Avec des aiguilles très fines sous un microscope à lumière réfléchie, les chercheurs ils extraient que grain microscopique et le bombarder de rayons X pour reconstruire sa structure atomique tridimensionnelle. Le résultat le confirme : c’est une phase jamais documentée auparavant, ni dans la nature ni en laboratoire.
Cette découverte n’est pas qu’une anecdote pour les cristallographes. Ces grains sont en fait un archive physicien congelé: Ils ont enregistré les conditions thermodynamiques extrêmes vécues dans la boule de feu pendant une fraction de seconde, en 1945, et les ont conservées pendant quatre-vingts ans. Ils nous disent aussi quelque chose de concret : des alliages aussi complexes ils peuvent exister et être stables, même s’ils nécessitent des conditions presque impossibles à reproduire en laboratoire aujourd’hui. Sachant cela, cependant, ouvre de nouvelles voies à la métallurgie – comprenant comment sont créées des structures combinant cette combinaison de dureté, de résistance à la corrosion et de stabilité thermique – et offre un outil supplémentaire pour la criminalistique nucléaire, la discipline qui analyse les résidus d’une explosion pour reconstruire les matériaux et la dynamique d’origine.