Ilmuwan dari Rusia, Jerman dan Swedia telah bersama-sama membuktikan kemungkinan adanya zat yang tidak realistis dari sudut pandang pemahaman umum tentang hukum kimia. Dengan memasukkan senyawa berilium pada tekanan ratusan ribu kali lebih tinggi dari tekanan atmosfer, para peneliti mencapai transformasi struktur kristal material menjadi lima dan enam atom oksigen di sekitar atom berilium, meskipun sebelumnya diyakini bahwa jumlah maksimum yang mungkin tidak melebihi empat.
Bayangkan Anda memiliki segunung kubus di depan Anda, dan Anda akan membangun sesuatu darinya, - penulis studi ini menjelaskan pekerjaan mereka. - Anda dapat mengumpulkan berbagai macam struktur yang berbeda, namun tetap jumlahnya terbatas karena bentuk "bahan bangunan", karena mereka hanya dapat menyambung satu sama lain dengan cara tertentu. Sekarang bayangkan Anda memiliki kesempatan untuk mengubah bentuk kubus ini - untuk meregangkannya, menambahkan permukaan, dengan kata lain, memodifikasinya sehingga jumlah kemungkinan kombinasi dari "bahan bangunan" yang dihasilkan meningkat berkali-kali lipat.
Kubus yang dimaksud tidak lebih dari elemen struktur kristal bahan, yang memodifikasi, Anda dapat "memberi hadiah" pada bahan dengan sifat-sifat yang pada dasarnya baru. Tetapi transformasi tertentu tidak mungkin dilakukan dalam kerangka gagasan biasa.
“Kami bekerja dengan herlbutite, suatu bentuk senyawa berilium dengan rumus kimia CaBe2P2O8. Dalam kondisi klasik, ia memiliki struktur tetrahedral - berilium membentuk piramida tetrahedral dengan atom oksigen, dan hingga saat ini diyakini bahwa ini adalah koordinasi maksimum yang mungkin dari berilium. Namun, rekan kami dari Jerman melakukan percobaan, yang hasilnya jelas bahwa struktur kristal dapat diatur ulang. Selama percobaan, bahan ditempatkan di landasan berlian, di mana ia terkena tekanan sangat tinggi. Jadi, pada tekanan 17 GPa (170 ribu atmosfer terestrial), jumlah atom oksigen yang mengelilingi berilium bertambah menjadi lima, dan pada tekanan 80 GPa (800 ribu atmosfer terestrial), kristal tersebut ditata ulang sehingga jumlahnya bertambah menjadi enam. Ini hasil yang luar biasaoleh siapa pun dan tidak pernah diperkenalkan sebelumnya. Itulah mengapa dia juga membutuhkan landasan teoritis, yang kami kerjakan secara independen pada superkomputer kami,”kata Profesor Igor Abrikosov.
Pemodelan teoritis dari hasil percobaan dilakukan oleh ilmuwan dari NUST MISIS dalam waktu singkat - hanya dalam satu bulan. Untuk menyelesaikan persamaan Dirac yang menggambarkan keadaan elektron dalam materi, dengan variabel yang diberikan, seluruh daya komputasi cluster superkomputer dari laboratorium "Pemodelan dan pengembangan bahan baru" digunakan. Hasil kalkulasi hampir seluruhnya bertepatan dengan hasil eksperimen - perbedaannya minimal, dan berada dalam batas kesalahan yang diizinkan.
Hasil eksperimen dan justifikasi teoretisnya dipresentasikan oleh para ilmuwan di jurnal Nature Communications.
Sergey Sysoev
