Дълго време се смяташе, че отломките от ядрени опити са просто витрифицирана почва – топлинно разпотопен силикат с хаотична структура, подобен на тектитите, образуващи се при метеоритни импакти. Но архивният прах, събран от бреговата линия на залива Хирошима, криеше неочаквано технологично откровение. Десетилетия след събитието, детайлен сканиращ електронен микроскопски анализ и дифракционни опити разкриват, че стъкловидните сферули съдържат микроскопични метални включения с непозната досега кристалографска конфигурация.
При лабораторното разрязване на тридесет и четири пясъчни проби от региона изследователите откриват четири метални зърна с нанометрични и микроскопични размери. Три от тези образувания показват познати желязо-хромови комбинации, каквито изобилстват в индустриалните марки стомана от средата на 20-ти век. Четвъртото зърно обаче се оказва фазов парадокс. Става дума за високоподредена, богата на силиций сплав на желязна основа, включваща още хром, никел, манган, молибден и алуминий. В търговската металургия подобна подредба на атомите е неизвестна, защото класни метални сплави с такава подредба изискват контролирана среда, която конвенционалните пещи просто не могат да поддържат.
Това изглежда логично като хипотеза за формиране, но има един физически проблем: как сложна поликомпонентна система кристализира в строга периодична структура, когато скоростта на охлаждане на плазмения облак надвишава хиляди градуси в секунда? Термодинамичната логика сочи, че при толкова бърз температурен спад атомите би трябвало да замръзнат в напълно аморфно, стъкловидно състояние без кристален ред. Данните от рентгеновата дифракция обаче не показват аморфен смущаващ шум, а ясно дефиниран решетъчен модел.
Това откритие принуждава материаловедите да преразгледат досегашните модели за кристализация в неравновесни системи. В класическия полигон "Тринити" в Ню Мексико през юли 1945 г. екстремната експлозия роди известния "тринити" и доведе до синтеза на квазикристали – структури с апериодичен, но строго определен ред. В Хирошима, въпреки сходните начални параметри (температури над 7000 °C и колосални вълни на налягане), реакцията е попречила на квазикристалното образуване и вместо това е стабилизирала сложна периодична метална фаза. Разликата очевидно лежи в химическия състав на изпарената маса: докато в Ню Мексико кулата и пясъкът са дали основно силиций и желязо, то в Хирошима е имало пълна палитра от промишлени материали, месинг, алуминиеви профили и сградни компоненти.
Разбира се, в тези хипотези остават сериозни пробойни. Част от изследователския екип отбелязва, че не може да бъде независимо доказано дали въпросната сплав се е образувала в средата на плазмения облак или впоследствие, при вторичното падане на метала върху разтопената земна повърхност. Документите от периода и лабораторните измервания на изотопните съотношения показват смущаващи вариации, които подсказват за микроскопични температурни градиенти вътре в самата експлозия.
Пробите, изследвани в публикацията на Science Advances, отварят вратата към непознат раздел на металната физика. Плазменият облак на ядрения взрив се оказва своеобразна бърза лаборатория, способна да създава устойчиви материали, чието синтезиране в стандартни условия изисква скъпи реактори или изкуствено поддържани екстремни налягания. Цената за тази лаборатория обаче беше унищожението на цял град.
