Skupina vědců z Massachusetts Institute of Technology a University of Texas v Austinu
Metoda vyvinutá vědci zahrnuje separacijeden skenovací laserový puls na několik stovek samostatných. Každý z nich dosáhne zkušebního vzorku v jinou dobu. Měřením odražených a procházejících vln a následným spojením výsledků pozorování do samostatných snímků vytvořili fyzici film, který poskytuje mikroskopický pohled na mechanismy, kterými k přeměnám dochází.
Vzorek je fotoexcitován laserovým pulzemčerpání energií 1,55 eV (vertikální paprsek). Jediným odrazem sondovací paprsek o energii 1,55 eV (dopadající zleva nahoře) prochází sadou dvojitých 20-krokových úrovní a je rozdělen do mřížky 20 x 20 po 400 pulzech s různým časovým zpožděním. Tyto impulsy sondy jsou zaměřeny na vzorek spolu s impulsem pumpy. Odražené snímací impulsy jsou detekovány v různých oblastech komory. Obrázek: Gao et al., Science Advances
Ve své práci vědci použili disulfidtantalu. Skládá se z kovalentně vázaných vrstev atomů tantalu a síry volně naskládaných na sebe. Pod kritickou teplotou tvoří atomy a elektrony tohoto materiálu nanorozměrné struktury - vlnu hustoty náboje. Vznik této nové fáze dělá z materiálu izolant, ale jediný intenzivní světelný puls jej promění v metastabilní skrytý kov.
Svítit laserem na materiály je obvykle stejnénejvíce je zahřívají, ale ne v tomto případě. Zde ozařování krystalu přeskupuje elektronický řád a vytváří zcela novou fázi, odlišnou od té vysokoteplotní.
Zhuquan Zhang, výzkumník na Massachusetts Institute of Technology, spoluautor práce
S pomocí nové technologie se to vědcům podařilopozorovat dynamiku této složité fázové transformace. Viděli, že tání a přeskupování vlny hustoty náboje vede k vytvoření skrytého kvantového stavu.
Fyzici věří, že pochopení původutakové metastabilní kvantové fáze pomohou vyřešit základní otázky nerovnovážné termodynamiky. I když byla studie provedena s jedním konkrétním materiálem, vědci tvrdí, že stejnou metodologii lze použít ke studiu dalších exotických jevů v kvantových materiálech.
Titulní obrázek: Frank Yi Gao, MIT
Přečtěte si více:
Byla objevena zvláštní fáze hmoty, která zaujímá dvě časové dimenze najednou
Archeologové našli kresby strašidelných lidí s obrovskými hlavami: kdo to byli
Archeologický robot se ponoří 1000 metrů pod vodu, aby zkontroloval potopenou loď