Исследователи из России, Германии и Швеции совместно доказали возможность существования веществ, нереальных с точки зрения привычного понимания законов химии.
Авторам новой работы удалось изменить кристаллическую решетку одного из соединений бериллия, пишет интернет-издание Новое время.
Подвергнув соединение бериллия воздействию давления, в сотни тысяч раз превышающего атмосферное, исследователи добились преобразования кристаллической структуры материала до пяти- и шести атомов кислорода вокруг атома бериллия, хотя ранее считалось, что максимально возможное число не превышает четырех.
«Мы работали с херлбутитом — одной из форм соединения бериллия с химической формулой CaBe2P2O8. В классических условиях он имеет тетраэдральную структуру — бериллий формирует четырехгранные пирамиды с атомами кислорода, и до недавних пор считалось, что это максимально возможная координация берилия. Однако наши коллеги из Германии провели эксперимент, в результате которого выяснилось, что кристаллическая структура может перестраиваться», — рассказывает один из авторов исследования, профессор Игорь Абрикосов.
Как объяснил ученый, в ходе эксперимента материал помещался в алмазную наковальню, где подвергался воздействию сверхвысоких давлений. Так, при давлении в 17 ГПа (170 тысяч земных атмосфер) произошло увеличение числа атомов кислорода окружающих бериллий до пяти, а при давлении в 80 ГПа (800 тысяч земных атмосфер) кристалл перестраивался так, что это число возросло до шести.
«Это невероятный результат, никем и никогда не представленный прежде. Именно поэтому ему требовалось и теоретическое обоснование, проработкой которого мы занялись независимо на нашем суперкомпьютере», — подчеркнул Абрикосов.
Теоретическое моделирование результатов эксперимента было проведено учеными НИТУ МИСиС в рекордно короткие сроки — всего за один месяц.
Для решения уравнения Дирака, которое описывает состояние электронов в веществе, с заданными переменными была задействована вся вычислительная мощность суперкомпьютерного кластера лаборатории. Результаты вычислений почти полностью совпали с результатами эксперимента — различия минимальны, и находятся в допустимых рамках погрешности.
