Ученые из Германии, Швеции и России совместно доказали возможность существования веществ, нереальных с точки зрения привычного понимания законов химии.

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, сообщает ПМ.

Представьте, что перед вами гора кубиков, и вы что-то собираетесь из них строить, — описывают авторы исследования свою работу. — можно собрать множество разнообразных конструкций, но все равно их количество ограничено из-за формы «стройматериалов», ведь соединяться друг с другом они могут только определенным образом. А теперь представьте, что у вас появилась возможность менять форму этих кубиков — растягивать их, добавлять грани, словом, видоизменять так, что количество возможных комбинаций из получившихся «стройматериалов» увеличивается в бесчисленное количество раз.

Кубики, о которых идет речь, — не что иное, как элементы кристаллической структуры материалов, модифицировав которые, можно «наградить» материалы принципиально новыми свойствами. Но определенные трансформации невозможны в рамках привычных представлений.

«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.

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», — рассказывает профессор Игорь Абрикосов.

Теоретическое моделирование результатов эксперимента было проведено учеными НИТУ «МИСиС» в рекордно короткие сроки — всего за один месяц.

Для решения уравнения Дирака, описывающего состояние электронов в веществе, с заданными переменными была задействована вся вычислительная мощность суперкомпьютерного кластера лаборатории «Моделирование и разработка новых материалов».

Результаты вычислений почти полностью совпали с результатами эксперимента — различия минимальны, и находятся в допустимых рамках погрешности.

Результаты эксперимента и его теоретическое обоснование ученые представили в журнале Nature Communications.

Популярні новини зараз

Пенсіонерам доплатять до 1500 гривень: коли відбудеться індексація пенсій

Нова пошта відповіла, чому нараховує "неадекватні" відсотки за післяплату

Нафтогаз озвучив кілька способів передати показники лічильників для нових клієнтів

Фонд Ukrainely виплатить українцям по 27 000 гривень: як подати заявку

Показати ще

Напомним, ранее ученые сделали прорыв в понимании механизма заживления ран.

Также «Хвиля» сообщала, что ученые обнаружили нейтронную звезду «невозможных» размеров.

Также стало известно, что результаты анализа ДНК Тутанхамона и других египетских мумий поразили ученых.

Подписывайтесь на канал «Хвилі» в Telegram, на канал «Хвилі» в Youtube, страницу «Хвилі» в Facebook