1945. július 16-án hatalmas erős villanás világította meg az új-mexikói sivatagot: a Trinity nukleáris teszt során először próbáltak ki egy atomfegyvert. A robbanásban a bombát eredetileg tartó, 30 méteres torony teljesen megsemmisült, a környező homok pedig zöldes színű üveggé vált, amit trinititnek neveztek el. Ezt az anyagot vizsgálta meg nemrégiben egy nemzetközi kutatócsoport, akik érdekes szerkezetekre lettek figyelmesek az üvegben.
A trinitit, ahogy már említettük, többnyire zöld, időnként viszont vöröses árnyalatban is előfordul, azokon a helyeken, ahol a teszthelyszínen használt rézdrótok anyaga is belekeveredett a homokba. A nagy nyomás és a hó hatására kialakult vörös trinitit leginkább egy penészes húsdarabra emlékeztet.
A szakértők elektronmikroszkóppal vizsgálták az ásvány szerkezetét, és ennek során egy kvázikristályt találtak. A kristályok periodikus szerkezetek, vagyis olyan atomokból, molekulákból vagy ionokból állnak, amelyek szabályosan rendben ismétlődnek a tér mindhárom irányában. A kvázikristályok átmenetet képeznek a kristályszerkezet és az amorf szerkezet között: bár látszatra úgy tűnik, mintha kristályos lenne a szerkezetük, nem írhatók le egyetlen elemi egység periodikus ismétlődéseiként, hanem két vagy három különböző egység nemperiodikus ismétlődéseiből állnak össze.
A kvázikristályok például képesek ikozaédert, egy húsz háromszögletű lap által határolt poliédert formálni, míg a kristályok erre nem képesek mikroszinten. Többek közt az ilyen térformák a jelei annak, ha kvázikristállyal van dolgunk. A kvázikristályok létezésére 1982-ben derített fényt Daniel Shechtman iraeli fizikus. A szakértő egy alumínium-mangán ötvözetet vizsgált mikroszkóppal, és ennek során egy furcsa, aperiodikus diffrakciós mintázatot figyelt meg, amely nyilvánvalóan sértette a krisztallográfia másfél évszázaddal korábban lefektetett alapelveit.
Shechtman kollégái érthető módon szkeptikusak voltak a felfedezéssel kapcsolatban, de a szakértő nem adta fel, sikerült igazolnia eredményeit (2011-ben Nobel-díjat is kapott), és közben forradalmasította, amit az anyagok szerkezetéről tudunk. Napjainkban a kvázikristályok mindennaposnak számítanak, ezeket a különleges szerkezetük miatt egyedi tulajdonságokkal rendelkező anyagokat többek közt LED-égőkben és tapadásmentes serpenyőkben használják fel a gyártás során.
Kvázikristályokból jelenleg több mint százféle szintetikus variáns ismert, a tudományterületet ugyanakkor ismét felforgatta, amikor 2008-ban azonosították az első természetes körülmények között formálódott kvázikristályokat. Paul Steinhardt, a Princeton fizikusa és Luca Bindi, a Firenzei Egyetem kutatója oroszországi meteorit anyagában talált rá a különleges szerkezetre, amely ráadásul a vizsgálatok alapján még a földi becsapódás előtt képződött.
A felfedezés nyomán a kutatók leírtak egy mechanizmust, amely szerintük természetes körülmények között is kvázikristályok formálódásához vezethet. Ehhez bizonyos, megfelelően ritka anyagokat erős lökéshullámoknak kell kitenni, amelyek például kozmikus becsapódásokkor lépnek fel. Ennek alapján a szakértők úgy sejtik, hogy a kisbolygóövben is képződhettek kvázikristályok a Naprendszer hajnalán, amikor gyakoribbak voltak az ütközések ebben a régióban.
Most ugyanez a kutatócsoport vizsgálta meg a Trinity-teszt helyén keletkezett vörös trinititet, amelyben szintén találtak egy kvázikristályt. A kérdéses trinitit egy 1 centiméteres ásványdarab volt, amely egy 10 mikronos, kétszeres, háromszoros és ötszörös szimmetriát mutató kvázikristályt tartalmazott. A piciny szerkezet felfedezésével a legkorábbi ismert, emberi beavatkozással képződött kvázikristállyá lépett elő.
A kvázikristály szilíciumból, vasból, rézből és kalciumból áll, és képződéséhez a nagy nyomás mellett óriási hőre is szükség lehetett. A szilícium túlsúlya különösen egyedivé teszi a szerkezetet, amely új mesterséges kvázikristályok létrehozásához adhat ihletet. A szakértők az új kvázikristály alapján ugyanakkor úgy sejtik, hogy hasonló struktúrák például villámcsapások nyomán is keletkezhetnek. A leginkább meglepő az ilyen anyagok kapcsán, hogy mennyire ritkák a természetben, mondják a kutatók. Utóbbi hátterében szerintük az állhat, hogy a kvázikristályok keletkezéséhez nem elég a nagy nyomás és a hő, de megfelelő, ritka anyagkombinációk is kellenek.