السيليكون مثل لبنة بناء عالمية: منه تُصنع الرقائق في الهواتف والألواح الشمسية والليزر. ولكن إذا تم ضغطه بقوة هائلة، فإن الذرات تعيد ترتيب نفسها في أنماط جديدة — تُعرف هذه الأشكال باسم المتآصلات (allotropes). أحدها، Si-XIII، لوحظ لأول مرة منذ أكثر من عشرين عامًا، لكن نمطه الدقيق ظل لغزًا. عرف العلماء بوجوده، لكنهم لم يستطيعوا فهم كيفية ترتيب الذرات بالضبط.
الآن، جمع الباحثون بين المحاكاة الحاسوبية والتجارب. بنوا نموذجًا للبلورة، واختبروه مقابل جميع البيانات المعروفة — المسافات بين الطبقات، وترددات اهتزاز الذرات، واستقرار البنية. النموذج طابق البيانات تمامًا. اتضح أن Si-XIII هو ترتيب خاص للذرات ينشأ في ظروف معينة من الضغط ودرجة الحرارة.
هذا الاكتشاف يسد فجوة قديمة في مخطط الطور للسيليكون — الخريطة التي توضح أشكال المادة الموجودة عند مختلف الضغوط ودرجات الحرارة. فهم هذه الأشكال يساعد في إنشاء مواد بخصائص محددة: على سبيل المثال، خلايا شمسية أكثر كفاءة أو أنواع جديدة من الذاكرة. وهذا مثال آخر على كيفية قيام النظرية والتجربة معًا بحل مسائل لم تكن لتُحل بشكل منفرد.
عند ضغط يصل إلى ملايين الأجواء، يمكن للسيليكون أن يصبح معدنًا ويوصل التيار الكهربائي، على الرغم من أنه في الظروف العادية يكون شبه موصل.