الأحجار الكريمة هي قطع من المعادن المغرية الجذابة التي تُستخدم في تزيين المجوهرات بعد خضوعها لعمليات معينة مثل القطع والصقل، وليست كل الصخور والمواد العضوية معادن، غير أن كثيراً منها يدخل في صناعة المجوهرات ويُصنَّف ضمن الأحجار الكريمة. معظم الأحجار الكريمة صلبة، لكن بعض المعادن الطرية تُستخدم في المجوهرات بسبب بريقها ولمعانها أو بسبب عوامل فيزيائية أخرى، وتُعد الندرة أو قلة وجود الحجر من السمات التي تضفي قيمة عليه. في الوقت الحاضر يتولى العلماء واختصاصيو الأحجار الكريمة التعرف على هذه الأحجار وتحديدها وتصنيفها وتعريف خصائصها، ويُعد التركيب الكيميائي من أبرز السمات الأولى المستخدمة في تمييز الحجر الكريم، كما يمكن تصنيف الأحجار الكريمة بطرق متعددة، وقد صُنفت تاريخياً ضمن صنفين هما الأحجار الثمينة والأحجار نصف الثمينة.

الزمرد من الأحجار الكريمة الراقية، ويُعد من أجمل الأحجار بلونه الأخضر الأكثر كثافة وإشعاعاً، ويمكن التعرف عليه بسهولة بوصفه زمرداً أخضر. تتدرج نوعياته، وقد تكون الأنواع الفخمة منه أعلى قيمة من الألماس نفسه، ويرتبط لونه الأخضر بلون الحياة والربيع والتجدد المستمر. لونه أخضر، وله بريق زجاجي، ومعادلته الكيميائية Be3Al2(SiO3)٦ مع وجود الكروم، وينتمي إلى مجموعة البريل. يُعد الزمرد حجر الميلاد التقليدي لشهر مايو أو أيار، ويوجد أيضاً في بلدان عدة مثل أفغانستان وأستراليا والنمسا والبرازيل وبلغاريا وكندا والصين. ينتج اللون الأخضر الباهت للزمرد عن كميات صغيرة من الكروم تزيد قيمته وتحدد جماله، ويُعد أكبر منتج للزمرد الهيدروحراري في الوقت الحالي منطقة تايروس في روسيا، وله مؤشر انكسار يتراوح بين ١.٥٧٦ و١.٥٨٢، ونظام بلوري سداسي الشكل.

ديمانتويد واحد من ألمع الأحجار الكريمة الموجودة، لكنه ظل زمناً غير معروف إلا لدى محبي وهواة جمع الأحجار الكريمة. هو في الأصل حجر عقيق أخضر، أو ما يُعرف غالباً بنجم العقيق الأخضر، ولم تأت تسميته من شبهه بالألماس من فراغ، فالاسم مأخوذ من الهولندية ويشير إلى النوعية المتميزة لهذا الحجر، وجماله وناره اللافتين. يرى بعض محبي الأحجار الكريمة أن ديمانتويد يواصل التوهج حتى في الظل، ويتراوح ثقله النوعي بين ٣.٨٢ و٣.٨٥، ويمتد مؤشر انكساره إلى نحو ١.٨٩. لونه بني وكامل، وله بريق زجاجي، ومعادلته الكيميائية Ca3Fe2(SiO4)٣، ويصنف ضمن المعادن. يُقطع ديمانتويد عادة ويُشكَّل في هيئة بيضاوية ودائرية لتحمل أفضل، كما يوجد في أشكال مزخرفة مثل الإجاص والمستطيل، وتبلغ صلابته من ٦.٥ إلى ٧ على مقياس موس، ويكتسب قيمته في المجوهرات مثل الأقراط والقلادات بسبب لمعانه الطبيعي وهيئته الكاملة، وله ثقل نوعي يبلغ ٣.٨٤ وبريق مدهش.

الأحجار الكريمة معادن أو مواد طبيعية ذات قيمة جمالية ومادية، تتكون غالباً من معادن متبلورة تدخل في تركيبها السليكا مع شوائب وعناصر مختلفة تمنحها ألوانها وخصائصها، بينما يتميز الألماس بتكوينه الكربوني الخالص. تتشكل بعض الأحجار في أعماق الأرض وتخرج مع النشاط البركاني أو التحولات الجيولوجية، مثل الياقوت والزمرد والألماس، في حين تأتي أنواع أخرى من مصادر حيوانية أو نباتية مثل اللؤلؤ والمرجان والكهرمان. جذبت الأحجار الكريمة الإنسان منذ القدم لاستخدامها في الزينة والرموز الدينية والاجتماعية، وارتبطت بها أساطير ومعان ثقافية واسعة.

الأحجار الكريمة الصناعية تصنع بمحاكاة الظروف التي تتكون فيها بعض الأحجار في الطبيعة، وذلك بإذابة مواد نقية أو تعريضها لحرارة عالية حتى تتبلور في هيئة تشبه الحجر الطبيعي. لا تكون هذه الأحجار مجرد زجاج ملوّن، بل قد تتطابق في تركيبها الكيميائي مع بعض الأحجار الطبيعية مثل الياقوت، لكنها تنشأ في المختبر بدلاً من باطن الأرض. وتساعد هذه الصناعة على توفير أحجار جميلة للاستخدام في الحلي والأدوات الدقيقة، مع التحكم في اللون والنقاء والحجم.

تُعرف الأحجار الكريمة الأعلى قيمة عادة بالأحجار الكريمة النفيسة، ومن أشهرها الألماس والزمرد والياقوت، بينما تُصنف أنواع أخرى أقل ندرة ضمن الأحجار شبه الكريمة، رغم أن بعضها قد يكون مرتفع القيمة أيضًا تبعًا لجودته وندرته.

تتيح عمليات تشعيع الأحجار الكريمة إحداث ألوان معينة لا توجد في الطبيعة أو تكون نادرة للغاية فيها، إذ يُستخدم الإشعاع لتغيير البنية الداخلية لبعض الأحجار أو التأثير في مراكز اللون داخلها، فتظهر بدرجات لونية مختلفة عن حالتها الأصلية. وقد أصبح هذا الأسلوب معروفاً في معالجة الأحجار الكريمة لأنه يوسّع نطاق الألوان المتاحة تجارياً، مع بقاء بعض هذه الألوان بعيدة عن الشيوع الطبيعي الذي تتكوّن فيه الأحجار.

يُعدّ حجر اليشب “بيغز” من أكثر الأحجار الكريمة شديدة التسيّس المتداولة طلباً، إذ يلفت اهتمام هواة جمع الأحجار لما يتمتع به من تركيب غني بالسيليكا وخصائص تجعله من الأنواع المميزة ضمن فئة اليشب. ويُنظر إليه بوصفه من الأحجار التي تجمع بين الندرة والجاذبية الجيولوجية، الأمر الذي يرفع قيمته لدى المهتمين بالأحجار الكريمة والمواد المعدنية ذات النقاوة العالية.

يُعدّ ياقوت “صن رايز روبي” من أغلى الأحجار الكريمة في العالم، إذ يُوصف بأنه أغلى ياقوتة، وأغلى حجر كريم ملوَّن، وأغلى حجر كريم غير ألماسي على الإطلاق. وتمنحه ندرة لونه الأحمر العميق وجودته الاستثنائية ومكانته في سوق الأحجار الكريمة قيمةً عالية جعلته يتصدر قوائم الأسعار القياسية بين الأحجار النفيسة.

فيزياء الحالة الصلبة: تدرس فيزياء الحالة الصلبة خصائص المواد الصلبة وسلوك الإلكترونات والذرات داخلها، وتأثير عوامل مثل الحرارة والضغط في بنيتها. وقد بينت الأبحاث أن بعض المواد تفقد مقاومتها الكهربائية عند درجات حرارة منخفضة جدًا وتصبح موصلات فائقة، كما أسهمت هذه الدراسات في فهم خصائص أشباه الموصلات التي تقوم عليها صناعة الأجهزة الإلكترونية الحديثة.