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1945年7月16日清晨5點29分，在美國新墨西哥州，人類歷史進入了令人不安的新篇章。
美國軍方引爆了一種名為「小玩意」(Gadget)的鈈內爆裝置，這是世界上首次進行的核彈試驗，被稱為「三合一」(Trinity)試驗，黎明的寧靜被打破了。這一刻將永遠改變戰爭。
爆炸釋放的能量相當於2.1萬噸TNT炸藥。30米高的試驗塔和連接試驗塔與記錄設備的數英里長的銅線被直接蒸發。由此產生的火球將塔、銅、瀝青和下面的沙漠沙子熔化成綠色玻璃，這是一種叫做玻璃石的新礦物。
幾十年後，科學家們才發現，那塊輝綠岩中隱藏着一個秘密，那是被稱為準晶體的罕見物質形式。
「准晶體是在地球上罕見的極端環境中形成的，」洛斯阿拉莫斯國家實驗室的地球物理學家特里·華萊士（Terry Wallace）解釋說。「他們需要有極端的衝擊、溫度和壓力。我們通常不會看到這種情況，除了像核爆炸這樣戲劇性的事件。」
大多數晶體，從普通的食鹽到最堅硬的鑽石，都遵守同樣的規則：它們的原子三維空間重複排列，形成所謂的晶格結構。准晶體打破了這一規則，其原子排列的模式不重複。
當Dan Shechtman於1984年首次提出這一概念時，科學界認為他在胡說八道。當時最偉大的化學家、兩次獲得諾貝爾獎的萊納斯·鮑林（Linus Pauling）公開嘲諷道：「世界上根本就沒有什麼准晶體，只有準科學家。」
直到我們在實驗室和自然的隕石中，真的發現了這一結構。Shechtman憑「胡說八道」而獲得了諾貝爾獎。
最早的准晶材料是一種含有鋁元素的金屬合金，Shechtman因此在2011年被授予了諾貝爾化學獎。
今天，此類晶體的發現被認為是晶體學研究中的一次突破，同時，它們也具有很高的應用價值。
目前主要被用於各種儀器的不粘或防腐塗層，近期的研究顯示，准晶體可以操縱光線，具有充當隱形材料的潛質。
由於知道產生准晶體需要極端的條件，由意大利佛羅倫薩大學的地質學家Luca Bindi領導的一個科學家小組決定仔細研究它。但不是通常那種綠色的東西。
儘管准晶體並不常見，但我們已經看到過足夠多樣本，知道它們往往含有金屬元素，因此該團隊去尋找一種更為罕見的礦物形式，紅色三葉石，由於其中含有蒸發的銅，所以它是紅色的。
利用掃描電子顯微鏡和X射線衍射等技術，他們分析了6個小型的紅三葉石樣品。最後，他們在其中一個樣品中有所收穫，由硅、銅、鈣和鐵組成的微小的20面晶粒，具有在傳統晶體中不可能有的五重旋轉對稱性，蘑菇雲下的”意外”。
“這種准晶體在複雜性方面非常壯觀。沒有人能夠告訴我們為什麼它長成這樣。但總有一天，科學家或工程師會弄清楚這一點。然後，我希望，我們可以利用這些知識來全面地理解核爆炸過程。”
研究人員說，這項研究的最終目的是遏制核軍備的擴散。在其他核試驗場可以發現更多的准晶體，其熱力學特性可以成為核取證的工具。
“我們通常採用分析放射性塵埃和氣體，以了解武器的構造、包含哪些材料，但是這些特徵會衰變。在核爆炸現場形成的准晶有可能揭示全新的信息，因為它們會永遠存在。”
這項研究已經發表在PNAS上。
(煎蛋，圖片來源PNAS）
