ジュエリーショップのショーケースで華やかな対比を見せるルビーとサファイアですが、鉱物学的な分類名はどちらもコランダム（鋼玉）です。コランダムの主成分は純粋な酸化アルミニウム（Al₂O₃）であり、結晶格子の中に不純物が一切含まれていない純粋な状態では、ダイヤモンドのような「完全な無色透明（カラーレスコランダム）」として結晶化します。
では、なぜ片方は鮮血のような赤に、もう片方は吸い込まれるような青に染まるのでしょうか。その答えは、マグマが冷え固まって結晶化する過程で入り込んだ、わずか0.1％〜数％程度の「不純物（遷移金属元素）」の化学反応にあります。
コランダムをルビーたらしめるのは、アルミニウムの一部と置き換わったクロム（Cr）の存在です。クロムが約1％前後混入すると、可視光線の中で緑色から黄色の光を強く吸収し、透過した赤色の光のみが私たちの目に届くようになります。さらにクロムは紫外線を受けると自ら強い赤い蛍光を放つ性質を持つため、日光の下で内側から発光しているかのような強烈な赤を生み出します。
一方、コランダムの中に鉄（Fe）とチタン（Ti）が同時に取り込まれると、隣接する鉄イオンとチタンイオンの間で電子が移動する「インターバレンス電荷移動」という現象が発生します。この量子力学的な現象によって黄色や赤色の光が選択的に吸収され、残った深いブルーだけが反射されることで、サファイア特有のロイヤルブルーが誕生するのです。
地球が数億年という歳月をかけて地殻変動を繰り返す中で、「クロムが豊富でシリカ（ケイ素）が極端に少ない」という奇跡的な条件下でのみルビーが生成され、「鉄とチタンが程よく存在する」環境でブルーサファイアが育まれます。全く同じ結晶構造でありながら、地底の環境組成がわずかに異なっただけで、全く別の運命を歩むことになります。
