【賴傳媒、記者爆料網 王俊勝／綜合報導】廣島原爆將近 81 年後，科學家竟然在當地沙灘找到一種過去地球上從未被記錄過的新物質，引起國際關注。研究團隊在廣島灣海灘採集原爆遺留下來的微小熔融顆粒「廣島石」（Hiroshimaites），發現其中藏有一種前所未見的複雜金屬合金結構，推測是在原子彈爆炸瞬間、火球溫度飆破約 7000°C，再迅速冷卻的極端環境下才被「意外鍛造」出來，相關成果已在 7 月 29 日刊登於《Science Advances》期刊。
▲廣島原爆81年後驚人發現！沙灘挖出「地球從沒出現過」新物質（圖／翻攝自 wikipedia）
新物質怎麼被找到
這項研究由義大利佛羅倫斯大學礦物學與晶體學教授盧卡．賓迪（Luca Bindi）領軍，美國加州大學柏克萊分校等跨國團隊共同參與。他們鎖定的是原爆後形成的球狀玻璃微粒，這些顆粒是在當年核爆將建築物、金屬、土壤、玻璃與海水瞬間汽化，隨火球升空再冷卻凝結，最後落回地面與海灘所留下的殘餘物，即使事隔數十年仍可在廣島灣沉積層中找到。
研究人員將這些微粒嵌入樹脂、拋光後，以電子顯微與反射光顯微鏡進一步分析，意外在其中約 3% 的體積內發現富含金屬的微小液滴。這些液滴主要由鐵、鉻、鎳、錳、鉬、矽與鋁等元素組成，以微小球狀、不規則晶粒和顆粒簇狀分布在玻璃基質中，更關鍵的是，它們呈現一種過去從未被記錄過的複雜立方晶格結構。
為何說「自然界本來不會有」
論文指出，這種多元素合金在一般自然環境下很難形成，正常情況下這些元素會穩定成較簡單的晶體結構，但在廣島原爆火球中，金屬蒸氣被瞬間加熱到極高溫，再在極短時間內急速冷卻，才讓這種複雜晶格得以被「凍結」下來。賓迪形容，原爆現場就像一個巨大的「意外實驗室」，在數以千計甚至上萬個微型實驗中，剛好有一個生成了這種全新的合金。
雖然這次發現的不是先前備受矚目的「準晶」（quasicrystal），但研究指出，這種新合金的原子排列方式與部分準晶材料相似，有助於理解這類在極端條件下才會出現的奇異物質。
對極端環境與新材料的意義
研究團隊強調，核爆這類高能量災難會產生短暫卻極端的物理與化學環境，其條件與行星高速碰撞、隕石撞擊、閃電放電等劇烈自然現象相近，因此可能孕育出一般地表環境完全看不到的礦物與金屬。這次在廣島發現的合金，不只是幫助科學家理解核爆現場的物質變化，也有機會為未來開發新型高性能材料提供靈感，甚至用來推敲隕石撞擊等極端事件的演化過程。
未參與研究的美國卡內基美隆大學物理學家麥可．威多姆（Michael Widom）受訪時形容，這代表「一個幾乎尚未被探索的全新材料世界」，指出許多新材料往往難以透過傳統、熱力學穩定的方式製造，而必須從這種極端、非常態的環境中尋找線索。他認為，廣島與過去在美國「三位一體核試爆場」（Trinity）殘渣中的相關發現，顯示極端事件能系統性地探索過去從未踏入的結構與化學領域。
