Det sällsynta grundämnet beryllium är främst känt för att vara en del av smaragder, akvamariner, och andra ädelstenar. Dock, i Naturkommunikation , ett internationellt team av forskare från University of Bayreuth rapporterar nu om en mycket ovanlig upptäckt:Under en press 880, 000 gånger högre än trycket i jordens atmosfär, berylliumatomer i en fosfatkristall omger sig med sex angränsande atomer istället för de vanliga fyra. Faktiskt, denna kristallstruktur förutspåddes teoretiskt för fem decennier sedan, men det var först under högtrycksexperiment vid Deutsches Elektronensynchrotron (DESY) i Hamburg som det nu har observerats för första gången.

Prof. Dr. Leonid Dubrovinsky och Dr. Maxim Bykov från Bavarian Geo Institute var involverade i forskningsarbetet från University of Bayreuths sida, likaså Georgios Aprilis och Dr Anna Pakhomova från arbetsgruppen för materialfysik och teknologi under extrema förhållanden i laboratoriet för kristallografi.

Ursprungligen, vetenskapen ansåg att det var omöjligt för berylliumatomer i kristaller att ha mer än fyra angränsande atomer. Detta verkade länge vara oförenligt med de kristallkemiska lagarna. "Men för ungefär 50 år sedan, teoretiker föreslog att högre koordinationer faktiskt kan vara möjliga, även om dessa envist har undgått experimentell bekräftelse i oorganiska föreningar sedan dess, " rapporterar Dr Anna Pakhomova, en strållinjeforskare vid DESY och postdoktoral forskare som förbereder en habiliteringsuppsats vid Bayreuth University.

Högtrycksexperiment vid DESY:s röntgenljuskälla PETRA III har gjort empiriska bevis möjliga för första gången. Forskarna undersökte prover av fosfatkristallen hurlbutite, ett sällsynt mineral som består av kalcium, beryllium, fosfor och syre (CaBe ₂ P ₂ O ₈ ), som förekommer naturligt på jordens yta. Under normala miljöförhållanden, varje berylliumatom har bara fyra syreatomer som grannar. Vid 700, 000 gånger atmosfärstryck, dock, kristallstrukturen förändras så fundamentalt att berylliumatomer får en femte granne. Under tiden, ett atmosfärstryck 880, 000 gånger så mycket vid havsnivå genererar nya strukturella förändringar som ger upphov till till och med en sjätte granne.

"Även om det för närvarande inte finns några tekniska tillämpningar för de nya kristallerna, de vidgar materialvetenskapens vyer. De visar oss att inga oåterkalleliga kemiska säkerheter kan härledas från normala förhållanden på jordens yta. Extrema förhållanden och sällsynta fenomen, som vi bara kan skapa och observera i laboratoriet med hjälp av sofistikerad teknik, är faktiskt normala på många ställen i universum, " säger Prof. Dr. Leonid Dubrovinsky.