Μια ομάδα επιστημόνων από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης και το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν
Η μέθοδος που ανέπτυξαν οι επιστήμονες περιλαμβάνει τον διαχωρισμόένας παλμός λέιζερ σάρωσης σε αρκετές εκατοντάδες ξεχωριστούς. Κάθε ένα από αυτά φτάνει στο δείγμα δοκιμής σε διαφορετικό χρόνο. Μετρώντας τα ανακλώμενα και μεταδιδόμενα κύματα και στη συνέχεια συνδυάζοντας τα αποτελέσματα των παρατηρήσεων ως ξεχωριστά πλαίσια, οι φυσικοί έχουν δημιουργήσει ένα φιλμ που δίνει μια μικροσκοπική άποψη των μηχανισμών μέσω των οποίων συμβαίνουν οι μετασχηματισμοί.
Το δείγμα φωτοδιεγέρθηκε με παλμό λέιζεράντληση με ενέργεια 1,55 eV (κάθετη δέσμη). Με μία μόνο ανάκλαση, η δέσμη ανίχνευσης με ενέργεια 1,55 eV (πρόσπτωση από πάνω αριστερά) διέρχεται από ένα σύνολο διπλών επιπέδων 20 βημάτων και χωρίζεται σε ένα πλέγμα 20 επί 20 400 παλμών με διαφορετικές χρονικές καθυστερήσεις. Αυτοί οι παλμοί ανιχνευτή εστιάζονται στο δείγμα μαζί με τον παλμό της αντλίας. Οι ανακλαστικοί παλμοί ανίχνευσης ανιχνεύονται σε διαφορετικές περιοχές του θαλάμου. Εικόνα: Gao et al., Science Advances
Στην εργασία τους, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν δισουλφίδιοταντάλιο. Αποτελείται από ομοιοπολικά συνδεδεμένα στρώματα ατόμων τανταλίου και θείου που στοιβάζονται χαλαρά το ένα πάνω στο άλλο. Κάτω από την κρίσιμη θερμοκρασία, τα άτομα και τα ηλεκτρόνια αυτού του υλικού σχηματίζουν δομές σε νανομεγέθη - ένα κύμα πυκνότητας φορτίου. Ο σχηματισμός αυτής της νέας φάσης κάνει το υλικό μονωτικό, αλλά ένας μόνο έντονος παλμός φωτός το μετατρέπει σε ένα μετασταθερό κρυφό μέταλλο.
Συνήθως το να λάμπει ένα λέιζερ στα υλικά είναι το ίδιοτα περισσότερα που τα ζεσταίνουν, αλλά όχι σε αυτή την περίπτωση. Εδώ, η ακτινοβολία του κρυστάλλου αναδιατάσσει την ηλεκτρονική τάξη, δημιουργώντας μια εντελώς νέα φάση, διαφορετική από αυτή της υψηλής θερμοκρασίας.
Zhuquan Zhang, ερευνητής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, συν-συγγραφέας του έργου
Με τη βοήθεια της νέας τεχνολογίας, οι επιστήμονες τα κατάφερανπαρατηρήστε τη δυναμική αυτού του σύνθετου μετασχηματισμού φάσης. Είδαν ότι η τήξη και η αναδιάταξη του κύματος πυκνότητας φορτίου οδηγεί στο σχηματισμό μιας κρυφής κβαντικής κατάστασης.
Οι φυσικοί πιστεύουν ότι η κατανόηση της προέλευσηςΤέτοιες μετασταθερές κβαντικές φάσεις θα βοηθήσουν στην επίλυση θεμελιωδών ερωτημάτων της θερμοδυναμικής μη ισορροπίας. Επίσης, ενώ η μελέτη έγινε με ένα συγκεκριμένο υλικό, οι επιστήμονες λένε ότι η ίδια μεθοδολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη άλλων εξωτικών φαινομένων σε κβαντικά υλικά.
Εικόνα εξωφύλλου: Frank Yi Gao, MIT
Διαβάστε περισσότερα:
Ανακαλύφθηκε μια περίεργη φάση ύλης που καταλαμβάνει δύο χρονικές διαστάσεις ταυτόχρονα
Οι αρχαιολόγοι βρήκαν σχέδια ανατριχιαστικών ανθρώπων με τεράστια κεφάλια: ποιοι ήταν
Ρομπότ αρχαιολόγος βουτάει 1.000 μέτρα κάτω από το νερό για να επιθεωρήσει το βυθισμένο πλοίο