Сверхбыстрый лазерный импульс показал не известную науке фазу вещества
Новости 13 ноября 2019

Сверхбыстрый лазерный импульс показал не известную науке фазу вещества

Далее

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) инициировали переход материала из одной фазы в другую с помощью короткой вспышки лазера. По окончании воздействия материал возвращался в свою исходную фазу. Ранее возможность такого перехода ученые предполагали лишь теоретически, однако теперь они уверены, что могут изучать ранее скрытые структуры материалов.

Если добавить энергию в любой материал, это почти всегда делает его структуру менее упорядоченной. Например, лед с кристаллической структурой тает, превращаясь в жидкую воду, и теряет упорядоченность, объяснили исследователи.

Но в новых экспериментах физиков Массачусетского технологического института (MIT) произошло обратное: волну плотности заряда обработали быстрым лазерным импульсом. В итоге образовалась новая волна плотности, но не прогнозируемое в подобных ситуациях нарушение порядка, а, наоборот, схематичное новое упорядоченное состояние. Это удивительное открытие может помочь выявить «невидимые свойства всех видов материалов».

В экспериментах использовался лантановый трителлурид, который естественным образом образует многослойную структуру. В нем волнообразная структура электронов в областях с высокой и низкой плотностью образуется спонтанно, но ограничивается одним направлением. Ученые выяснили, что если к нему добавить сверхбыстрый лазер, вспышка которого не должна превышать более одной пикосекунды, то возникает новая волна плотности, стирающая предыдущую.

Эта новая перпендикулярная структура раньше никогда не наблюдалась в этом материале. При этом она существует всего лишь мгновение, исчезая в течение нескольких пикосекунд. Когда она исчезает, материал возвращается к изначальной структуре.

Ученые предполагают, что два возможных состояния материи могут находиться в конкуренции. В этом случае скрытые свойства материалов могут быть раскрыты, если найти способ воздействия на них. «Наша цель состоит в том, чтобы найти фазы материала, которые могут существовать только вне равновесия», — отметили исследователи.