Odkryto nową fazę materii ukrywającą się w krysztale, po tym jak fizycy wysadzili kryształ ultrakrótkimi impulsami światła laserowego.
Ulotna nowa faza materii pojawiła się w krystalicznym materiale zwanym tritellurydem lantanu - złożonym z jednego atomu lantanu i trzech atomów telluru. Super krótkie impulsy laserowe zmieniły sposób, w jaki elektrony poruszały się w krysztale, a zmiana wystarczy, aby zaklasyfikować go jako zupełnie nowy stan materii.
Wybuchy energii zwykle powodują, że substancje stają się mniej uporządkowane, takie jak topniejący lód lub ostre pękające szkło pękające, twierdzą fizycy. Ale w tym przypadku błysk laserowy wydaje się przenosić kryształ do rzadkiego stanu wyższego rzędu.
„Zwykle, aby zmienić fazę materiału, próbujesz zmian chemicznych, ciśnienia lub pola magnetycznego. W tej pracy używamy światła do wprowadzenia tych zmian”, fizyk z Massachusetts Institute of Technology (MIT), Nuh Gedik, jeden z liderzy eksperymentu, powiedzieli w oświadczeniu.
Fizycy stwierdzili, że kryształy trytururydu lantanu naturalnie tworzą warstwową strukturę. A w tej warstwowej strukturze znajdziesz niezwykły wzór.
W większości substancji elektrony są dość równomiernie rozmieszczone. Ale w bardzo niskich temperaturach tritelluryd lantanu tworzy kieszenie o niskiej gęstości elektronowej i kieszenie o wysokiej gęstości elektronowej. I te kieszenie są ułożone w płaski wzór, który wskazuje w tym samym kierunku co warstwy krystaliczne. Fizycy nazywają ten wzór falą gęstości ładunku.
Ale uderzając w kryształ błyskiem światła laserowego o długości poniżej trylionowej sekundy, fala gęstości ładunku gwałtownie (i bardzo krótko) zmieni kierunek - płynie prostopadle do kierunku, w którym pierwotnie płynęła. To nowa faza materii, którą znaleźli fizycy.
Teoretycznie nowa faza materii pojawiająca się po błysku lasera istnieje przez pewien czas jako rodzaj ukrytej możliwości w krysztale. Światło lasera tłumi dominującą fazę - pierwotny przepływ ładunku elektrycznego - i pozwala na pojawienie się fazy ukrytej.
Kiedy działanie lasera ustępuje, pierwotna faza potwierdza się ponownie. Naukowcy nazwali te dwie fazy „stanami konkurującymi” w krysztale.
Naukowcy powiedzieli w artykule opublikowanym 11 listopada w czasopiśmie Nature Physics i prawdopodobnie istnieją inne konkurujące ze sobą stany, kryjące się w innych krystalicznych substancjach. Można je również odkryć za pomocą błysków światła laserowego. Naukowcy powiedzieli, że z czasem mogą odkryć nowe sposoby manipulowania materiałami za pomocą jedynie migających świateł.
