廣島原爆創造「地球不存在」新物質 科學家81年後首度發現

  • 編譯謝景沛
  • 發佈時間:2026.07.31 17:59
科學家在廣島海灘的微小碎片中,發現了一種未在自然界存在過的全新金屬合金。(圖/美聯社)

科學家在廣島海灘的微小碎片中,發現了一種未在自然界存在過的全新金屬合金。(圖/美聯社)

1945年廣島原子彈爆炸不僅是人類歷史上最具破壞性的災難之一,更在瞬間創造出了一種前所未見的全新物質。義大利佛羅倫斯大學(University of Florence)地球科學家盧卡·賓迪(Luca Bindi)領導的研究團隊,在廣島灣海灘的微小碎片中,發現了一種未在自然界存在過的全新金屬合金。該研究成果於週三(29 日)正式發表於國際頂尖期刊《科學進展》(Science Advances)。

千萬次「微型實驗」 煉出獨一無二立方晶格合金

研究指出,核爆瞬間產生的極端環境極難在實驗室中模擬。空氣溫度在不到一秒內驟升至太陽表面等級的高溫,隨後又極速冷卻。周圍的金屬物質瞬間汽化並在高壓下結合,由於冷卻速度過快,汽化的金屬來不及依循常理穩定結晶。

「每一小滴融化物,實際上都變成了一次獨立的微型實驗,」賓迪教授解釋道。「即使幾十年過去了,一粒僅有幾微米大小的顆粒,也能詳細記錄下那個僅存在了不到一秒的瞬間。它們不僅是熔化的碎片,更是爆炸的物理檔案。」

科學家分析,廣島發現的這種微米級合金主要由鐵、鉻、鎳、錳、鉬、矽、鋁等多種元素組成,並呈現出高度均勻的複雜立方晶格結構。在熱力學常規條件下,這些元素混合後通常會分離並穩定形成較簡單的晶體結構,但核爆的極端條件卻硬生生將其鎖定在這種前所未見的形態中。

(圖/其他)
這種微米級合金主要由鐵、鉻、鎳、錳、鉬、矽、鋁等多種元素組成。(圖/翻攝自Science Advances)

解鎖極端物質世界 助力解開隕石與閃電之謎

過去,極端事件創造新物質的案例屈指可數。例如1945年7月美國「三位一體」核試驗產生的玻璃狀物質「三位一體石」(Trinitite),當中就被發現含有罕見且結構不重複的「準晶體」(Quasicrystal),此類物質先前僅在隕石中被觀測到。

賓迪教授指出,本次在廣島發現的合金雖非準晶體,但其特殊的原子排列方式,能幫助科學家更深入理解準晶體與極端物質的形成機制。

研究團隊認為,若極端事件產生的新物質遵循特定模式,那麼核爆碎片的結構將能幫助人類理解閃電擊中地面、流星撞擊地球等自然界劇烈事件中的物質形成原理。

未參與本次研究、但曾與賓迪合作過的卡內基美隆大學物理學家邁克爾·威多姆(Michael Widom)對此高度評價,直言這代表了一個「幾乎未被觸及的全新材料世界」,這些材料在平凡環境下絕不可能誕生,「如果你想尋找新材料,它們就會出現在這些極不尋常的地方。」



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