Znanstveniki iz Rusije, Nemčije in Švedske so skupaj dokazali možnost obstoja snovi, ki so z vidika običajnega razumevanja zakonov kemije nerealne. Z izpostavljanjem berilijeve spojine tlaku, ki je več sto tisočkrat višji od atmosferskega tlaka, so raziskovalci dosegli preoblikovanje kristalne strukture materiala na pet in šest atomov kisika okoli atoma berilija, čeprav je prej veljalo, da največje možno število ne presega štirih.
Predstavljajte si, da imate pred seboj goro kock in boste iz njih nekaj zgradili, - avtorji študije opisujejo svoje delo. - lahko zbirate različne strukture, vendar je njihovo število zaradi oblike "gradbenega materiala" omejeno, saj se med seboj lahko povežejo le na določen način. Zdaj pa si predstavljajte, da imate priložnost spremeniti obliko teh kock - jih raztegniti, dodati obraze, z eno besedo jih spremeniti, tako da se število možnih kombinacij nastalih "gradbenih materialov" neštetokrat poveča.
Zadevne kocke niso nič drugega kot elementi kristalne strukture materialov, s spreminjanjem katerih lahko materiale "nagradite" s povsem novimi lastnostmi. Toda nekatere transformacije so nemogoče v okviru običajnih idej.
»Delali smo s herlbutitom, obliko berilijeve spojine s kemično formulo CaBe2P2O8. V klasičnih razmerah ima tetraedrsko strukturo - berilij tvori tetraedrske piramide z atomi kisika, do nedavnega pa so verjeli, da je to največja možna koordinacija berilija. Naši kolegi iz Nemčije pa so izvedli poskus, zaradi katerega je postalo jasno, da je kristalno strukturo mogoče preurediti. Med poskusom je bil material postavljen v diamantno nakovalo, kjer je bil izpostavljen izjemno visokim pritiskom. Torej se je pri tlaku 17 GPa (170 tisoč zemeljskih atmosfer) število atomov kisika, ki obdaja berilij, povečalo na pet, pri tlaku 80 GPa (800 tisoč zemeljskih atmosfer) pa je bil kristal preurejen tako, da se je to število povečalo na šest. To je neverjeten rezultatnihče in nikoli prej predstavljen. Zato je potreboval tudi teoretične temelje, na katerih smo samostojno delali na našem superračunalniku, «pravi profesor Igor Abrikosov.
Teoretično modeliranje rezultatov eksperimenta so znanstveniki iz NUST MISIS izvedli v rekordnem času - v samo enem mesecu. Za reševanje Diracove enačbe, ki opisuje stanje elektronov v snovi, je bila z danimi spremenljivkami uporabljena celotna računska moč superračunalniške gruče laboratorija "Modeliranje in razvoj novih materialov". Rezultati izračuna so skoraj v celoti sovpadali z eksperimentalnimi rezultati - razlike so minimalne in so znotraj dovoljenih mejnih napak.
Rezultate eksperimenta in njegovo teoretično utemeljitev so znanstveniki predstavili v reviji Nature Communications.
Sergey Sysoev