Eine Gruppe von Wissenschaftlern des Massachusetts Institute of Technology und der University of Texas in Austin
Die von Wissenschaftlern entwickelte Methode beinhaltet die Trennungeinen scannenden Laserpuls in mehrere hundert Einzelpulse. Jeder von ihnen erreicht die Testprobe zu einem anderen Zeitpunkt. Durch die Messung der reflektierten und übertragenen Wellen und die anschließende Kombination der Ergebnisse der Beobachtungen als separate Frames haben Physiker einen Film erstellt, der eine mikroskopische Ansicht der Mechanismen gibt, durch die die Transformationen stattfinden.
Die Probe wird durch einen Laserpuls photoangeregtPumpen mit einer Energie von 1,55 eV (vertikaler Strahl). Der Prüfstrahl mit einer Energie von 1,55 eV (einfallend von links oben) durchläuft bei einer einfachen Reflexion eine Reihe von 20-Stufen-Doppelstufen und wird in ein 20 mal 20 Raster von 400 Pulsen mit unterschiedlichen Zeitverzögerungen aufgeteilt. Diese Probepulse werden zusammen mit dem Pumppuls auf die Probe fokussiert. Reflektierte Prüfimpulse werden in verschiedenen Bereichen der Kammer detektiert. Bild: Gao et al., Science Advances
In ihrer Arbeit verwendeten Wissenschaftler DisulfidTantal. Es besteht aus kovalent gebundenen Lagen aus Tantal- und Schwefelatomen, die lose übereinander gestapelt sind. Unterhalb der kritischen Temperatur bilden die Atome und Elektronen dieses Materials nanoskalige Strukturen – eine Ladungsdichtewelle. Die Bildung dieser neuen Phase macht das Material zu einem Isolator, aber ein einzelner intensiver Lichtimpuls verwandelt es in ein metastabiles verborgenes Metall.
Normalerweise ist es dasselbe, einen Laser auf Materialien zu richtendie meisten, die sie erhitzen, aber nicht in diesem Fall. Hier ordnet die Bestrahlung des Kristalls die elektronische Ordnung neu und erzeugt eine völlig neue Phase, die sich von der Hochtemperaturphase unterscheidet.
Zhuquan Zhang, Forscher am Massachusetts Institute of Technology, Co-Autor der Arbeit
Mit Hilfe neuer Technologien ist es Wissenschaftlern gelungenbeobachten Sie die Dynamik dieser komplexen Phasenumwandlung. Sie sahen, dass das Schmelzen und Umordnen der Ladungsdichtewelle zur Bildung eines verborgenen Quantenzustands führt.
Physiker glauben, dass das Verständnis des UrsprungsSolche metastabilen Quantenphasen werden helfen, grundlegende Fragen der Nichtgleichgewichtsthermodynamik zu lösen. Auch wenn die Studie mit einem bestimmten Material durchgeführt wurde, sagen die Wissenschaftler, dass die gleiche Methodik verwendet werden kann, um andere exotische Phänomene in Quantenmaterialien zu untersuchen.
Titelbild: Frank Yi Gao, MIT
Weiter lesen:
Es wurde eine seltsame Materiephase entdeckt, die zwei Zeitdimensionen gleichzeitig einnimmt
Archäologen haben Zeichnungen von gruseligen Menschen mit riesigen Köpfen gefunden: wer sie waren
Archäologischer Roboter taucht 1.000 Meter unter Wasser, um versunkenes Schiff zu inspizieren