La explosión atómica sobre Hiroshima no solo destruyó edificios, infraestructuras y decenas de miles de vidas. También sometió los materiales de la ciudad a unas condiciones de temperatura, presión y enfriamiento tan extremas que algunas combinaciones quedaron congeladas en estructuras que no se habían documentado hasta ahora.
Más de 80 años después, un equipo internacional identificó una aleación metálica desconocida dentro de una minúscula esfera de vidrio recuperada de las arenas de la bahía de Hiroshima. El estudio, publicado en Science Advances, describe un grano de apenas diez micrómetros: aproximadamente una décima parte del grosor de un cabello humano.
Un fragmento microscópico de la ciudad destruida
La bomba explotó el 6 de agosto de 1945 a unos 600 metros de altura. La ciudad de Hiroshima calcula que alrededor de 140.000 personas habían muerto para finales de aquel año como consecuencia de la explosión, las quemaduras y la radiación. Cerca del hipocentro, la superficie alcanzó temperaturas estimadas de entre 3.000 y 4.000 °C.
El calor vaporizó y fundió una mezcla caótica de acero, hormigón, vidrio, suelo, agua y otros materiales urbanos. Parte de aquella materia ascendió dentro de la nube de la explosión, se enfrió y terminó cayendo sobre los alrededores en forma de gotas y fragmentos vítreos.
Estas partículas, conocidas como hiroshimaitas, fueron identificadas después de que el geólogo Mario Wannier examinara arenas recogidas en la península de Motoujina, en la bahía de Hiroshima. El trabajo publicado en 2019 concluyó que su composición correspondía con materiales habituales de la ciudad, como acero inoxidable, hormigón, mármol y vidrio.
Una aleación de siete elementos
En la nueva investigación, los científicos estudiaron 34 partículas de hiroshimaita mediante microscopía electrónica. Dentro de una de ellas localizaron varios granos metálicos y extrajeron cuatro para analizarlos con difracción de rayos X.
Tres resultaron ser aleaciones relativamente comunes de hierro y cromo. El cuarto era distinto: contenía hierro, cromo, níquel, manganeso, molibdeno, aluminio y una cantidad elevada de silicio.
La novedad no consiste simplemente en reunir esos elementos. Sus átomos formaban una fase ordenada con una estructura del tipo AlAu₄, derivada de la llamada estructura beta-manganeso. Ese modelo cristalino ya era conocido, pero nunca se había registrado con esta composición química concreta.
Los investigadores encontraron únicamente un grano de esta aleación entre las 34 partículas examinadas, por lo que parece ser un material extremadamente raro.
Congelado dentro de la bola de fuego
La explicación propuesta comienza con la vaporización de los metales de la ciudad. Mientras la bola de fuego se expandía, elementos procedentes de diferentes edificios, vehículos y estructuras industriales se mezclaron en forma gaseosa.
Al descender rápidamente la temperatura, ese vapor metálico se condensó. El enfriamiento ultrarrápido impidió que los elementos se separaran y reorganizaran en aleaciones convencionales, dejando atrapada una combinación atómica estable que normalmente no aparecería en esas condiciones.
Un estudio anterior calculó que algunos vidrios de Hiroshima pudieron condensarse durante un intervalo de apenas 1,7 a 5,5 segundos, mientras la temperatura de la nube descendía desde unos 3.200 hasta 1.000 kelvin.
No significa que la aleación sea imposible de fabricar en un laboratorio. El problema es que todavía se desconocen las condiciones exactas de temperatura, presión, composición y velocidad de enfriamiento que permitieron formarla. Tampoco se han medido sus propiedades mecánicas, por lo que es prematuro afirmar que será más resistente, ligera o útil que los materiales actuales.
Un laboratorio extremo para estudiar nuevos materiales
Las explosiones nucleares ya habían producido materiales inusuales. La prueba Trinity de 1945, por ejemplo, creó la trinitita al fundir la arena del desierto con restos metálicos y productos de la detonación. Hiroshima fue diferente porque la explosión ocurrió sobre un entorno urbano compuesto por una enorme variedad de materiales.
El nuevo hallazgo puede ayudar a comprender cómo se forman aleaciones fuera del equilibrio y aportar información a la ciencia forense nuclear, que intenta reconstruir las condiciones de una detonación mediante sus residuos.
Las hiroshimaitas también han sido comparadas con los primeros sólidos del sistema solar. Sus composiciones químicas e isotópicas presentan similitudes con inclusiones ricas en calcio y aluminio conservadas en meteoritos primitivos, aunque las condiciones de ambos procesos fueron muy diferentes.
El descubrimiento no convierte la destrucción de Hiroshima en un experimento científico. Es el registro microscópico de una tragedia humana. Pero demuestra que, incluso ocho décadas después, la materia creada durante aquellos segundos conserva información que todavía estamos aprendiendo a interpretar.
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