مجموعة من العلماء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة تكساس في أوستن
الطريقة التي طورها العلماء تتضمن الفصلمسح نبضة ليزر واحدة إلى عدة مئات من النبضات المنفصلة. يصل كل منهم إلى عينة الاختبار في وقت مختلف. من خلال قياس الموجات المنعكسة والمرسلة ، ثم دمج نتائج الملاحظات كإطارات منفصلة ، ابتكر الفيزيائيون فيلمًا يعطي رؤية مجهرية للآليات التي تحدث من خلالها التحولات.
يتم تحفيز العينة ضوئيًا بواسطة نبضة ليزرضخ طاقة 1.55 فولت (شعاع عمودي). مع انعكاس واحد ، تمر حزمة الفحص بطاقة 1.55 eV (الحادث من أعلى اليسار) عبر مجموعة من المستويات المزدوجة المكونة من 20 خطوة وتنقسم إلى شبكة 20 × 20 مكونة من 400 نبضة مع تأخيرات زمنية مختلفة. تركز نبضات المسبار هذه على العينة مع نبض المضخة. تم الكشف عن نبضات سبر عاكسة في مناطق مختلفة من الغرفة. الصورة: Gao et al.، Science Advances
في عملهم ، استخدم العلماء ثاني كبريتيدالتنتالوم. وهو يتألف من طبقات مرتبطة تساهميًا من التنتالوم وذرات الكبريت المكدسة بشكل غير محكم فوق بعضها البعض. تحت درجة الحرارة الحرجة ، تشكل ذرات وإلكترونات هذه المادة هياكل نانوية - موجة كثافة شحنة. تشكيل هذه المرحلة الجديدة يجعل المادة عازلًا ، لكن نبضة ضوئية مكثفة واحدة تحولها إلى معدن مخفي قابل للاستقرار.
عادة ما يكون تسليط الليزر على المواد هو نفسهأكثر ما يسخنهم ، ولكن ليس في هذه الحالة. هنا ، يعيد تشعيع البلورة ترتيب النظام الإلكتروني ، مما يخلق مرحلة جديدة تمامًا ، تختلف عن مرحلة الحرارة العالية.
Zhuquan Zhang ، باحث في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، مؤلف مشارك للعمل
بمساعدة التكنولوجيا الجديدة ، نجح العلماء فيمراقبة ديناميات هذا التحول المعقد في الطور. لقد رأوا أن ذوبان موجة كثافة الشحنة وإعادة ترتيبها يؤديان إلى تكوين حالة كمومية خفية.
يعتقد الفيزيائيون أن فهم الأصلستساعد هذه الأطوار الكمومية غير المستقرة في حل الأسئلة الأساسية للديناميكا الحرارية غير المتوازنة. أيضًا ، بينما تم إجراء الدراسة باستخدام مادة واحدة محددة ، يقول العلماء إنه يمكن استخدام نفس المنهجية لدراسة الظواهر الغريبة الأخرى في المواد الكمومية.
صورة الغالف: فرانك يي جاو ، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
قراءة المزيد:
تم اكتشاف مرحلة غريبة من المادة تشغل بعدين زمنيين في وقت واحد
وجد علماء الآثار رسومات لأشخاص مخيفين برؤوس ضخمة: من هم
عالم الآثار روبوت يغوص تحت الماء لمسافة 1000 متر لتفقد السفينة الغارقة