Mikroskopické zrnko z Hirošimy obsahuje sedm kovů v kombinaci, kterou věda nikdy nepopsala. Vzniklo v ohnivé kouli bomby

Tým mineraloga Lucy Bindiho z Univerzity ve Florencii zveřejnil 29. července 2026 v Science Advances studii o mikroskopickém kovovém zrnu s unikátní víceprvkovou slitinou uspořádanou v kubické AlAu₄-struktuře.

Zdroj fotografie: Public Domain Pictures

Tým mineraloga Lucy Bindiho z Univerzity ve Florencii zveřejnil 29. července 2026 v časopise Science Advances studii, která detailně rozebírá nález víceprvkové slitiny bohaté na křemík, směsi železa, chromu, niklu, manganu, molybdenu, křemíku a hliníku. Unikátní na ní ovšem není pouhý výčet prvků. Atomy v tomto zrnu zaujaly uspořádanou kubickou strukturu takzvaného AlAu₄-typu v krystalografickém prostoru P2₁3, odvozenou od β-manganu. Právě souběh chemického složení a tohoto atomového uspořádání dělá z nálezu něco, co materiálová věda dosud neregistrovala. Zrno měřilo pouhých osm až deset mikrometrů a ukrývalo se v jediném ze 34 zkoumaných hirošimitových vzorků, drobných sklovitých kuliček, které po výbuchu dopadly do pobřežních sedimentů.

Ohnivá koule jako tavicí pec bez předlohy

6. srpna 1945 detonovala bomba Little Boy ve výšce asi 600 metrů nad centrem Hirošimy. Ohnivá koule se během první sekundy rozrostla na průměr přes 400 metrů a po dobu zhruba tří sekund sálala žárem, který odpařoval vše v dosahu. Podle oficiálních materiálů města Hirošima zahynulo do konce prosince 1945 přibližně 140 tisíc lidí z tehdejších 350 tisíc obyvatel.

Bindi a jeho spolupracovníci z UC Berkeley a ze Švýcarska navrhují následující sled událostí vedoucích ke vzniku slitiny: extrémní žár odpařil heterogenní směs městských a geologických materiálů, kovové konstrukce, sklo, beton, půdu, průmyslové součástky. Z této kovové páry při expanzi ohnivé koule kondenzovala drobná kapička, která vzápětí ztuhla tak rychle, že se atomy nestihly přeskupit do běžnějších, termodynamicky stabilnějších konfigurací. Celý proces proběhl v řádu zlomků sekundy až jednotek sekund. Výsledkem je metastabilní fáze, materiál „zamrzlý“ v uspořádání, do kterého by se za normálních podmínek nikdy nedostal.

Proč právě město odhalilo slitinu, kterou poušť nevytvořila

Jaderné testy v Novém Mexiku, na Marshallových ostrovech či v Nevadě probíhaly nad relativně homogenním terénem, pískem, pouštní horninou, korálovým atolem. Hirošima nabídla ohnivé kouli nesrovnatelně pestřejší vstupní surovinu. Městská zástavba dodala do směsi ocel, měď, hliník, cín, sklo různého složení i stavební pojiva. Studie z roku 2019, kterou vedl Mario Wannier a která systematicky popsala hirošimity z pobřeží poloostrova Motoujina v Hirošimském zálivu, už tehdy konstatovala, že tyto částice jsou chemicky a morfologicky bohatší než trinitity z pouštního testu Trinity.

Právě šíře zdrojových materiálů zvyšuje pravděpodobnost, že se v lokálních mikroobjemech ohnivé koule setkají prvky v kombinacích, jaké žádná hutní provozovna záměrně nemíchá. Bindiho tým už dříve ve sklovitém trinititu po testu Trinity identifikoval kvazikrystal a nový typ klatrátu. Hirošimský nález přidává do sbírky další kategorii, uspořádanou víceprvkovou slitinu. Vedoucí výzkumu po publikaci prohlásil, že historické trosky po jaderných detonacích mohou skrývat „celou populaci vzácných metastabilních fází“ ukrytých v mikrometrových zrnech.

Osmdesát let v písku: proč objev přišel až teď

Zrno o velikosti zhruba deseti tisícin milimetru se v pobřežním sedimentu snadno ztratí. Systematický popis hirošimitů z Hirošimského zálivu vyšel teprve roku 2019, kdy Wannierův tým prozkoumal přes deset tisíc částic odebraných ze šesti pláží na východní, jižní a západní straně poloostrova Motoujina, asi šest kilometrů jižně od hypocentra. I poté trvalo roky, než se podařilo z jednoho konkrétního hirošimitu ručně extrahovat kovový fragment a podrobit ho jednokrystalové rentgenové difrakci, metodě, bez níž by struktura AlAu₄-typu zůstala nerozpoznaná.

Raritnost nálezu podtrhuje statistika: z 34 detailně analyzovaných hirošimitových částic obsahovala novou fázi jediná. Bindi sám upozornil, že další dosud neprozkoumaná zrna mohou ukrývat obdobná překvapení.

Co slitina z ohnivé koule naznačuje budoucí metalurgii

Autoři studie v Science Advances zdůrazňují, že okamžitá průmyslová využitelnost jednoho mikroskopického zrna samozřejmě neexistuje. Hodnota objevu tkví jinde: ukazuje směr, jakým extrémní jednorázové podmínky, obrovský tepelný gradient, ultrarychlé zakalení, chemicky rozmanitý vstup, dokážou otevřít materiálový prostor, do kterého se konvenční laboratoře dostávají obtížně a pomalu. Studie výslovně zmiňuje tři technologické cesty k případné reprodukci: rychlou solidifikaci, práškovou metalurgii a aditivní výrobu.

Příbuznou logikou se zabývají i česká pracoviště. Na Matematicko-fyzikální fakultě UK běží projekty zaměřené na komplexní koncentrované a vysokoentropické slitiny pro vysokoteplotní aplikace, včetně studia mikrostruktur vznikajících při ochlazení rychlostí až 100 000 kelvinů za sekundu. VŠCHT Praha řeší vysokoentropické slitiny pro jadernou energetiku s důrazem na žáropevnost a odolnost vůči oxidaci. Přímá spoluautorská vazba na Bindiho článek sice nikde dohledatelná není, oborový průnik je však beze sporu zřejmý.