Zinātnieku grupa no Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta un Teksasas Universitātes Ostinā
Zinātnieku izstrādātā metode ietver atdalīšanuviens skenējošais lāzera impulss vairākos simtos atsevišķu impulsu. Katrs no tiem testa paraugu sasniedz citā laikā. Mērot atstarotos un pārraidītos viļņus un pēc tam apvienojot novērojumu rezultātus kā atsevišķus kadrus, fiziķi ir izveidojuši filmu, kas sniedz mikroskopisku skatījumu uz mehānismiem, caur kuriem notiek transformācijas.
Paraugu foto ierosina ar lāzera impulsusūknēšana ar 1,55 eV enerģiju (vertikāls stars). Ar vienu atspulgu zondēšanas stars ar enerģiju 1,55 eV (no augšas pa kreisi) iet cauri dubultiem 20 pakāpju līmeņiem un tiek sadalīts 20 x 20 režģī, kurā ir 400 impulsi ar dažādu laika aizkavi. Šie zondes impulsi tiek fokusēti uz paraugu kopā ar sūkņa impulsu. Atspoguļotie zondēšanas impulsi tiek noteikti dažādās kameras zonās. Attēls: Gao et al., Science Advances
Savā darbā zinātnieki izmantoja disulfīdutantals. Tas sastāv no kovalenti saistītiem tantala un sēra atomu slāņiem, kas brīvi sakrauti viens virs otra. Zem kritiskās temperatūras šī materiāla atomi un elektroni veido nanoizmēra struktūras – lādiņa blīvuma vilni. Šīs jaunās fāzes veidošanās padara materiālu par izolatoru, bet viens intensīvs gaismas impulss pārvērš to par metastabilu slēptu metālu.
Parasti lāzera spīdēšana uz materiāliem ir vienādavisvairāk, kas tos silda, bet ne šajā gadījumā. Šeit kristāla apstarošana pārkārto elektronisko kārtību, radot pilnīgi jaunu fāzi, kas atšķiras no augstas temperatūras.
Zhuquan Zhang, Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta pētnieks, darba līdzautors
Ar jauno tehnoloģiju palīdzību zinātniekiem ir izdeviesnovērot šīs sarežģītās fāzes transformācijas dinamiku. Viņi redzēja, ka lādiņa blīvuma viļņa kušana un pārkārtošana noved pie slēpta kvantu stāvokļa veidošanās.
Fiziķi uzskata, ka izpratne par izcelsmišādas metastabilās kvantu fāzes palīdzēs atrisināt fundamentālus nelīdzsvara termodinamikas jautājumus. Turklāt, lai gan pētījums tika veikts ar vienu konkrētu materiālu, zinātnieki saka, ka to pašu metodoloģiju var izmantot, lai pētītu citas eksotiskas parādības kvantu materiālos.
Vāka attēls: Frank Yi Gao, MIT
Lasīt vairāk:
Ir atklāta dīvaina matērijas fāze, kas vienlaikus aizņem divas laika dimensijas
Arheologi ir atraduši rāpojošu cilvēku zīmējumus ar milzīgām galvām: kas viņi bija
Arheologs robots nirst 1000 metrus zem ūdens, lai pārbaudītu nogrimušo kuģi