קבוצה של מדענים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס ומאוניברסיטת טקסס באוסטין
השיטה שפיתחו מדענים כוללת את ההפרדהדופק לייזר סורק אחד לכמה מאות נפרדים. כל אחד מהם מגיע למדגם הבדיקה בזמן אחר. על ידי מדידת הגלים המוחזרים והמועברים, ולאחר מכן שילוב תוצאות התצפיות כפריימים נפרדים, הפיזיקאים יצרו סרט שנותן מבט מיקרוסקופי על המנגנונים שדרכם מתרחשות התמורות.
הדגימה מעוררת פוטו על ידי דופק לייזרשאיבה באנרגיה של 1.55 eV (קרן אנכית). עם השתקפות בודדת, אלומת החיטוט עם אנרגיה של 1.55 eV (מקרה מלמעלה משמאל) עוברת דרך קבוצה של רמות כפולות של 20 שלבים ומחולקת לרשת של 20 על 20 של 400 פולסים עם עיכובי זמן שונים. פולסי בדיקה אלו ממוקדים בדגימה יחד עם דופק המשאבה. פעימות גישוש משתקפות מזוהות באזורים שונים של החדר. תמונה: Gao et al., Science Advances
בעבודתם השתמשו מדענים בדיסולפידטנטלום. הוא מורכב משכבות קשורות קוולנטיות של אטומי טנטלום וגופרית המוערמים באופן רופף זה על גבי זה. מתחת לטמפרטורה הקריטית, האטומים והאלקטרונים של החומר הזה יוצרים מבנים בגודל ננו - גל צפיפות מטען. היווצרותו של שלב חדש זה הופכת את החומר למבודד, אך פעימת אור אינטנסיבית אחת הופכת אותו למתכת נסתרת מט-יציבה.
בדרך כלל הברקת לייזר על חומרים זהההכי הרבה שמחממים אותם, אבל לא במקרה הזה. כאן, הקרנת הגביש מסדרת מחדש את הסדר האלקטרוני, ויוצרת שלב חדש לחלוטין, שונה מזה בטמפרטורה גבוהה.
Zhuquan Zhang, חוקר במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, מחבר שותף של העבודה
בעזרת טכנולוגיה חדשה, מדענים הצליחוהתבונן בדינמיקה של טרנספורמציה פאזה מורכבת זו. הם ראו שההתכה והסדר מחדש של גל צפיפות המטען מובילים להיווצרות מצב קוונטי נסתר.
פיזיקאים מאמינים שהבנת המקורשלבים קוונטיים מט-יציבים כאלה יעזרו לפתור שאלות בסיסיות של תרמודינמיקה לא-שיווי משקל. כמו כן, בעוד שהמחקר נעשה עם חומר ספציפי אחד, המדענים אומרים שניתן להשתמש באותה מתודולוגיה כדי לחקור תופעות אקזוטיות אחרות בחומרים קוונטיים.
תמונת שער: Frank Yi Gao, MIT
קרא עוד:
התגלה שלב מוזר של החומר שתופס שני ממדי זמן בבת אחת
ארכיאולוגים מצאו ציורים של אנשים מפחידים עם ראשים ענקיים: מי הם היו
רובוט ארכיאולוג צולל 1,000 מטר מתחת למים כדי לבדוק ספינה טבועה