Группа ученых из Массачусетского технологического института и Техасского университета в Остине
Metóda vyvinutá vedcami zahŕňa separáciujeden skenovací laserový impulz na niekoľko stoviek samostatných. Každý z nich dosiahne skúšobnú vzorku v inom čase. Zmeraním odrazených a prenesených vĺn a následným spojením výsledkov pozorovaní do samostatných snímok vytvorili fyzici film, ktorý poskytuje mikroskopický pohľad na mechanizmy, ktorými dochádza k transformáciám.
Vzorka je fotoexcitovaná laserovým impulzomčerpanie s energiou 1,55 eV (vertikálny lúč). Pri jedinom odraze prechádza lúč sondy s energiou 1,55 eV (dopadajúci zľava hore) cez sadu dvojitých 20-krokových úrovní a je rozdelený do mriežky 20 x 20 so 400 impulzmi s rôznym časovým oneskorením. Tieto impulzy sondy sú zamerané na vzorku spolu s impulzom pumpy. Odrazené snímacie impulzy sú detekované v rôznych oblastiach komory. Obrázok: Gao a kol., Science Advances
Pri svojej práci vedci použili disulfidtantal. Pozostáva z kovalentne viazaných vrstiev atómov tantalu a síry voľne naskladaných na sebe. Pod kritickou teplotou vytvárajú atómy a elektróny tohto materiálu nanorozmerné štruktúry - vlnu hustoty náboja. Vytvorením tejto novej fázy sa materiál stáva izolantom, ale jediný intenzívny svetelný impulz ho premení na metastabilný skrytý kov.
Obyčajne je ožiarenie laserom na materiály rovnakénajviac, ktoré ich zahrievajú, ale nie v tomto prípade. Tu ožiarenie kryštálu preusporiada elektronický poriadok, čím vznikne úplne nová fáza, odlišná od tej vysokoteplotnej.
Zhuquan Zhang, výskumník na Massachusetts Institute of Technology, spoluautor práce
S pomocou novej technológie sa to vedcom podarilopozorovať dynamiku tejto zložitej fázovej transformácie. Videli, že roztavenie a preusporiadanie vlny hustoty náboja vedie k vytvoreniu skrytého kvantového stavu.
Fyzici veria, že pochopenie pôvodutakéto metastabilné kvantové fázy pomôžu vyriešiť základné otázky nerovnovážnej termodynamiky. Aj keď bola štúdia vykonaná s jedným konkrétnym materiálom, vedci tvrdia, že rovnakú metodiku možno použiť na štúdium iných exotických javov v kvantových materiáloch.
Titulný obrázok: Frank Yi Gao, MIT
Čítaj viac:
Bola objavená zvláštna fáza hmoty, ktorá zaberá dve časové dimenzie naraz
Archeológovia našli kresby strašidelných ľudí s obrovskými hlavami: kto to bol
Archeologický robot sa ponorí 1000 metrov pod vodu, aby skontroloval potopenú loď