MAY 12, 2026 REPORT
80 years after the Trinity nuclear test, scientists identify new molecule-trapping crystal formed in the blast
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Rapport du 12 mai 2026
80 ans après l'essai nucléaire Trinity, des scientifiques identifient un nouveau cristal de piégeage de molécules formé lors de l'explosion
Par Krystal Kasal, Phys.org
Édité par Gaby Clark, relu par Robert Egan
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Images en lumière incidente de l'échantillon de trinitite rouge utilisé dans cette étude (recto et verso de l'échantillon). Crédit : Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI : 10.1073/pnas.2604165123
La matière se comporte étrangement dans des conditions extrêmes, et souvent, des traces de ces comportements persistent même lorsque les conditions reviennent à la normale. L'essai nucléaire Trinity de 1945 a laissé derrière lui de tels vestiges. Aujourd'hui, 80 ans après l'explosion, des chercheurs ont identifié un autre exemple unique de ce qui se produit lorsque divers matériaux sont chauffés à des températures supérieures à 1 500 °C (2 730 °F) et soumis à des pressions des dizaines de milliers de fois supérieures à la pression atmosphérique.
Dans leur nouvelle étude, publiée dans les Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS), l'équipe décrit un composé clathrate jamais observé auparavant parmi les produits d'explosion nucléaire.
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Trinitite : le produit unique de l'explosion nucléaire de Trinity
Les conditions extrêmes engendrées par l'explosion de Trinity, suivies d'un refroidissement rapide, ont fusionné des particules provenant de la tour d'essai du site, de son infrastructure en cuivre et d'importants volumes de sable du désert du Nouveau-Mexique environnant. Il en a résulté un matériau vitreux : la trinitite.
La plupart des trinitites sont de couleur verte, mais il existe une autre forme, plus rare, appelée « trinitite rouge ». La trinitite rouge est enrichie en métaux provenant de la tour vaporisée, des câbles coaxiaux et des instruments d'enregistrement de Trinity. C'est au sein de cette substance que les chercheurs ont identifié un nouveau composé cristallin.
« L'étude systématique des gouttelettes métalliques présentes dans la trinitite rouge a révélé une gamme de phases inhabituelles, reflétant les environnements chimiques uniques créés lors de l'explosion », écrivent les auteurs de l'étude.
Premier clathrate découvert lors d'une explosion nucléaire
Grâce à des analyses par microsonde électronique et diffraction des rayons X appliquées à des échantillons de trinitite rouge, les chercheurs ont identifié une faible quantité de clathrate, un composé cristallin constitué d'un réseau qui piège ou contient des molécules hôtes dans des structures en forme de cage. Ce clathrate a été découvert dans une gouttelette métallique riche en cuivre présente dans la trinitite. L'équipe a constaté que ce matériau était composé de silicium, de calcium, de cuivre et d'une petite quantité de fer (composition : Si<sub>85</sub>Ca<sub>12</sub>Cu<sub>2</sub>Fe<sub>1</sub>) et qu'il possède une structure de clathrate cubique de type I. Dans ce cas précis, la structure en forme de cage renferme un atome de calcium en son centre.
« Nous rapportons la découverte d'un clathrate de type I Ca–Cu–Si jusqu'alors inconnu, formé lors de l'essai nucléaire Trinity. Il s'agit de la première occurrence de clathrate confirmée par cristallographie parmi les produits solides d'une explosion nucléaire. Sa structure, sa composition et son caractère métastable témoignent d'une formation dans des conditions de pression et de température extrêmes et de courte durée, inaccessibles à une synthèse en laboratoire à l'équilibre », écrit l'équipe de recherche.
Clathrate de type I Ca–Cu–Si : Le parent perdu du quasicristal
Des travaux antérieurs avaient également mis en évidence un quasicristal icosaédrique riche en silicium dans une partie riche en cuivre de la trinitite rouge, mais ses origines et sa structure exacte restaient incertaines. Les similitudes entre le quasicristal et cette nouvelle forme de clathrate ont suscité des interrogations chez les chercheurs.
Ils écrivent : « Ce quasicristal, formé dans des conditions extrêmes identiques, se trouve au sein de gouttelettes métalliques similaires riches en cuivre et présente une composition chimique exceptionnellement riche en silicium dans le système Ca–Cu–Si–(Fe). Comme le clathrate et le quasicristal sont tous deux composés d’éléments typiques présents dans le sable du désert ou dans la tour métallique, il semble évident qu’ils se sont formés lors de la détonation.»
Afin d’approfondir la relation potentielle entre le quasicristal et le clathrate, l’équipe a réalisé des calculs de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) pour tester la stabilité des modèles de clathrate et de quasicristal et déterminer si les structures de clathrate restent viables lorsque la teneur en cuivre approche celle du quasicristal de Trinity.
L’équipe a mis en évidence des limites claires à la relation structurale entre les phases cristallines du quasicristal et du clathrate. En particulier, les structures dérivées du clathrate se sont révélées stables uniquement à de faibles teneurs en cuivre, de l’ordre de 10 à 11 %, et non à la forte teneur en cuivre observée dans le quasicristal de Trinity. Des concentrations élevées de cuivre, de l'ordre de 21 %, ont entraîné une instabilité structurale, une perte de la topologie clathrate et une amorphisation. Ainsi, malgré des origines communes, différentes concentrations de cuivre ont conduit à des types de structures distincts.
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RESUME
80 years after the Trinity nuclear test, scientists identify new molecule-trapping crystal formed in the blast
A previously unknown Ca–Cu–Si type-I clathrate crystal was identified in red trinitite formed during the Trinity nuclear test, marking the first crystallographically confirmed clathrate among nuclear explosion products. This metastable phase, with a cubic structure trapping calcium, forms only under extreme, short-lived pressure–temperature conditions. Density functional theory calculations indicate that clathrate and quasicrystal structures diverge at higher copper content, highlighting distinct formati
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PAS DE COMMENTAIRES !ilfaittrop chaud !
crise de flemingite aigue !!!!
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Publication details
Luca Bindi et al, Extreme nonequilibrium synthesis of a Ca–Cu–Si clathrate during the Trinity nuclear test, Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2604165123
Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences
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