陕西
在日本广岛的沙滩中，有着一批肉眼几乎难以分辨的玻璃质微粒。
它们只有普通沙粒大小，但这些是原子弹爆炸火球冷却后凝结而成的沉降碎屑，它们被研究者命名为“广岛石”。
2026年7月29日，意大利佛罗伦萨大学领衔的研究团队在《科学进展》发表研究：在一粒广岛石内部，他们发现了一种人类从未记录过的多组元金属合金。
1945年8月6日，原子弹在广岛上空约600米处引爆，爆炸释放的能量相当于1.5万吨TNT炸药，爆炸瞬间形成的火球核心温度超过7000摄氏度，比太阳表面的5500摄氏度还要高出一千多。
在如此极端的高温下，城市里的钢架建筑、玻璃门窗、屋顶瓦片、地表土壤甚至空气中的水分，全都在瞬间汽化，甚至被电离成等离子体。
但汽化的物质并没有凭空消失。
随着火球迅速膨胀扩散，温度在几秒内急剧下降，气态的各类物质来不及重新分层分离，于是凝结成无数细密的熔融液滴，最终凝固成玻璃质的微小颗粒，它们随着气流最终散落在广岛沿岸。
根据此前的同位素研究测算，火球中的硅酸盐物质从近3000摄氏度冷却到700摄氏度、完成凝结固化的全过程，仅用了1.7到5.5秒，就在这短短几秒里，城市里原本互不相干的元素被强行混合，封存在了一颗颗微米级的玻璃状物质内。
常规实验室很难复刻这种瞬间超高温、极速冷却的极端环境，而爆炸留下的微小颗粒，恰好天然记录了极端条件下物质的演化规律。
研究团队一共检查了34块广岛石样本。
在扫描电子显微镜下，大部分颗粒以硅酸盐玻璃为主要成分，它们只夹杂着极少量的金属杂质。
但其中一块样本格外特殊：它的内部零散分布着许多细小的金属颗粒，总占比仅为整个球体体积的1%到3%，如同一座座金属小岛漂浮在玻璃构成的海洋中。
这些金属颗粒形态各异，有的是表面光滑的液滴状，有的则是不规则的碎块，更有部分还沿着玻璃的流动纹理成串排列，它们就像当时的记录者，记录下了熔融状态下金属与玻璃互不混溶、被气流裹挟凝固的瞬间。
研究人员用极细的探针从样本里挑出4颗直径约8到10微米的金属颗粒，这个尺寸大约只有头发丝直径的八分之一，与人体红细胞大小相近。
成分分析显示，其中三颗都是常见的铁铬基合金，原子排列为常规的体心立方结构，和普通钢材的晶体结构没有区别。
直到第四颗颗粒的出现，它打破了所有常规认知。
这颗颗粒的成分中，铁占了六成以上，其次是约15%的铬、9%的镍，还有少量锰、钼与铝，额外含有约7%的硅元素。
基础的铁、铬、镍成分与城市建筑用的不锈钢材质同源，但额外的硅元素来自建筑玻璃、土壤中的硅酸盐，是爆炸中多类物质共同汽化混合的产物。
研究也明确排除了它来自原有工业合金的可能：常规冶金条件下，这种成分比例绝不会形成这样的原子结构。
元素的组成只差一点，但物质的特性就可能天差地别。
这就好比碳原子构成，排列松散会成为柔软的铅笔芯石墨，而排列规整的就是自然界最坚硬的钻石，原子的排布方式，从根本上决定了物质的样貌与性能。
研究团队用单晶X射线衍射解析了这颗颗粒的原子结构，结果出乎所有人意料：它的原子排列成一种规则的立方结构，属于β-锰结构的有序变体。
这种有序结构此前多在金铝化合物、锰基合金等少数体系中被观测到，但在以铁和硅为主的合金体系里，这是人类第一次发现这种原子排布形式。
而更耐人寻味的是它的微观局部结构：每个硅原子周围，都被12个金属原子包围，形成一个略微变形的二十面体外壳。
这种局部原子团簇的排布特征，与准晶体十分接近。
准晶体是一种原子排列没有常规周期性、却存在长程有序规律的特殊物质，此前曾在美国三一核试验的爆炸残留物中被发现。
而这次发现的合金本身属于常规周期晶体，但局部结构已经踏入了准晶体近似相的范畴，相当于站在了常规晶体与准晶体的边界地带。
可为什么核爆炸总能催生这类特殊结构的物质？
核心答案就在极速冷却四个字里。
在爆炸火球中，各种金属和硅酸盐全都被汽化成原子态，实现了充分均匀的混合。
当温度骤降时，熔融的微小液滴在极短时间内凝固，原子根本来不及移动到能量最低的常规位置，就被冻在了当时的排列状态。
每一滴小小的熔融液滴，都像一个独立的微型反应器，随机封存了当时的元素比例和原子结构。
不过广岛的空爆和三一试验的条件并不相同。
三一试验的核弹架设在离地面仅30米的高塔上，爆炸与地面沙土充分作用，形成了大量熔融的玻璃残片；而广岛原子弹在600米高空引爆，和地面的相互作用更弱，温度、压力的变化历程也有差异。
正是这种不同的演化路径，造就了不同的特殊物质，一个诞生了真正的准晶体，一个诞生了与准晶体结构同源的有序合金。
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