Група учени от Масачузетския технологичен институт и Тексаския университет в Остин
Методът, разработен от учените, включва разделянетоедин сканиращ лазерен импулс на няколкостотин отделни. Всеки от тях достига до тестовата проба по различно време. Чрез измерване на отразените и предавани вълни и след това комбиниране на резултатите от наблюденията като отделни кадри, физиците са създали филм, който дава микроскопичен изглед на механизмите, чрез които се случват трансформациите.
Пробата се фотовъзбужда от лазерен импулснапомпване с енергия 1,55 eV (вертикален лъч). С едно отражение сондиращият лъч с енергия от 1,55 eV (падащ от горния ляв ъгъл) преминава през набор от двойни 20-стъпкови нива и се разделя на 20 на 20 решетка от 400 импулса с различно времезакъснение. Тези импулси на сондата се фокусират върху пробата заедно с импулса на помпата. Отразените сондиращи импулси се откриват в различни области на камерата. Изображение: Gao et al., Science Advances
В работата си учените са използвали дисулфидтантал. Състои се от ковалентно свързани слоеве от танталови и серни атоми, хлабаво подредени един върху друг. Под критичната температура атомите и електроните на този материал образуват наноразмерни структури - вълна на плътност на заряда. Образуването на тази нова фаза прави материала изолатор, но единичен интензивен светлинен импулс го превръща в метастабилен скрит метал.
Обикновено осветяването с лазер върху материали е същотонай-много, че ги топли, но не и в този случай. Тук облъчването на кристала пренарежда електронния ред, създавайки напълно нова фаза, различна от високотемпературната.
Zhuquan Zhang, изследовател в Масачузетския технологичен институт, съавтор на работата
С помощта на новите технологии учените успяха данаблюдавайте динамиката на тази сложна фазова трансформация. Те видяха, че стопяването и пренареждането на вълната на плътност на заряда води до образуването на скрито квантово състояние.
Физиците смятат, че разбирането на произходатакива метастабилни квантови фази ще помогнат за решаването на фундаментални въпроси на неравновесната термодинамика. Освен това, докато изследването е направено с един конкретен материал, учените казват, че същата методология може да се използва за изследване на други екзотични явления в квантовите материали.
Изображение на корицата: Frank Yi Gao, MIT
Прочетете още:
Открита е странна фаза на материята, която заема две времеви измерения едновременно
Археолози откриха рисунки на страховити хора с огромни глави: кои са били те
Робот-археолог се гмурка на 1000 метра под водата, за да инспектира потънал кораб