Группа ученых из Массачусетского технологического института и Техасского университета в Остине
El método desarrollado por los científicos implica la separaciónun pulso láser de barrido en varios cientos de pulsos separados. Cada uno de ellos llega a la muestra de ensayo en un momento diferente. Al medir las ondas reflejadas y transmitidas, y luego combinar los resultados de las observaciones como marcos separados, los físicos han creado una película que brinda una visión microscópica de los mecanismos a través de los cuales ocurren las transformaciones.
La muestra es fotoexcitada por un pulso láser.bombeo con una energía de 1,55 eV (haz vertical). Con un solo reflejo, el haz de prueba con una energía de 1,55 eV (incidente desde la parte superior izquierda) pasa a través de un conjunto de niveles dobles de 20 pasos y se divide en una cuadrícula de 20 por 20 de 400 pulsos con diferentes retardos de tiempo. Estos pulsos de sonda se enfocan en la muestra junto con el pulso de la bomba. Los pulsos de sondeo reflejados se detectan en diferentes áreas de la cámara. Imagen: Gao et al., Science Advances
En su trabajo, los científicos utilizaron disulfurotantalio Consiste en capas unidas covalentemente de átomos de tantalio y azufre apilados uno encima del otro. Por debajo de la temperatura crítica, los átomos y electrones de este material forman estructuras nanométricas, una onda de densidad de carga. La formación de esta nueva fase convierte al material en un aislante, pero un solo pulso de luz intensa lo convierte en un metal oculto metaestable.
Por lo general, hacer brillar un láser en los materiales es lo mismolos más que los calientan, pero no en este caso. Aquí, la irradiación del cristal reorganiza el orden electrónico, creando una fase completamente nueva, diferente de la de alta temperatura.
Zhuquan Zhang, investigador del Instituto Tecnológico de Massachusetts, coautor del trabajo
Con la ayuda de nuevas tecnologías, los científicos han logradoobservar la dinámica de esta compleja transformación de fase. Vieron que la fusión y el reordenamiento de la onda de densidad de carga conducen a la formación de un estado cuántico oculto.
Los físicos creen que entender el origentales fases cuánticas metaestables ayudarán a resolver cuestiones fundamentales de la termodinámica de no equilibrio. Además, si bien el estudio se realizó con un material específico, los científicos dicen que la misma metodología se puede usar para estudiar otros fenómenos exóticos en materiales cuánticos.
Imagen de portada: Frank Yi Gao, MIT
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