Skupina znanstvenika s Massachusetts Institute of Technology i Sveučilišta Texas u Austinu
Metoda koju su razvili znanstvenici uključuje odvajanjejedan skenirajući laserski impuls u nekoliko stotina zasebnih. Svaki od njih dospijeva u ispitni uzorak u različito vrijeme. Mjerenjem reflektiranih i odaslanih valova, a zatim kombiniranjem rezultata promatranja kao zasebnih okvira, fizičari su stvorili film koji daje mikroskopski pogled na mehanizme putem kojih se transformacije događaju.
Uzorak je fotopobuđen laserskim pulsompumpanje s energijom od 1,55 eV (vertikalni snop). S jednom refleksijom, sondirajuća zraka s energijom od 1,55 eV (upada s gornjeg lijevog kuta) prolazi kroz skup dvostrukih razina od 20 koraka i podijeljena je u mrežu 20 x 20 od 400 impulsa s različitim vremenskim kašnjenjima. Ovi impulsi sonde fokusirani su na uzorak zajedno s impulsom pumpe. Reflektirani sondirajući impulsi detektiraju se u različitim područjima komore. Slika: Gao et al., Znanstveni napredak
Znanstvenici su u svom radu koristili disulfidtantal. Sastoji se od kovalentno vezanih slojeva atoma tantala i sumpora labavo naslaganih jedan na drugi. Ispod kritične temperature, atomi i elektroni ovog materijala tvore strukture nano veličine - val gustoće naboja. Formiranje ove nove faze čini materijal izolatorom, ali jedan jedini intenzivni svjetlosni puls pretvara ga u metastabilni skriveni metal.
Obično je lasersko osvjetljavanje materijala istonajviše što ih grije, ali ne u ovom slučaju. Ovdje zračenje kristala preuređuje elektronički poredak, stvarajući potpuno novu fazu, različitu od one visoke temperature.
Zhuquan Zhang, istraživač na Massachusetts Institute of Technology, koautor rada
Uz pomoć nove tehnologije znanstvenici su uspjeli upromatrati dinamiku ove složene fazne transformacije. Vidjeli su da taljenje i preuređivanje vala gustoće naboja dovodi do stvaranja skrivenog kvantnog stanja.
Fizičari vjeruju da razumijevanje podrijetlatakve metastabilne kvantne faze pomoći će u rješavanju temeljnih pitanja neravnotežne termodinamike. Također, iako je studija provedena s jednim specifičnim materijalom, znanstvenici kažu da se ista metodologija može koristiti za proučavanje drugih egzotičnih fenomena u kvantnim materijalima.
Naslovna slika: Frank Yi Gao, MIT
Čitaj više:
Otkrivena je čudna faza materije koja zauzima dvije vremenske dimenzije odjednom
Arheolozi su pronašli crteže jezivih ljudi s ogromnim glavama: tko su oni bili
Robot arheolog roni 1000 metara ispod vode kako bi pregledao potopljeni brod