Была обнаружена новая фаза вещества, скрывающаяся внутри кристалла, после того, как физики взорвали кристалл ультракороткими импульсами лазерного излучения.
Мимолетная новая фаза материи появилась в кристаллическом материале под названием трителлурид лантана, состоящем из одного атома лантана и трех атомов теллура. Сверхкороткие лазерные импульсы изменили способ движения электронов через кристалл, и этого изменения достаточно, чтобы классифицировать его как совершенно новое состояние вещества.
По словам физиков, взрывы энергии обычно делают вещества менее упорядоченными, например, таяние льда или острые трещины, разбивающие стекло. Но в этом случае лазерная вспышка, кажется, переводит кристалл в редкое состояние более высокого порядка.
«Обычно, чтобы изменить фазу материала, вы пытаетесь химическими изменениями, или давлением, или магнитными полями. В этой работе мы используем свет, чтобы внести эти изменения», физик Массачусетского технологического института (MIT) Нух Гедик, один из Руководители эксперимента, говорится в заявлении.
По словам физиков, кристаллы трителлурида лантана естественным образом образуют слоистую структуру. И внутри этой слоистой структуры вы найдете необычный узор.
В большинстве веществ электроны довольно равномерно распределены. Но при очень низких температурах трителлурид лантана образует карманы с низкой электронной плотностью и карманы с высокой электронной плотностью. И эти карманы организованы в виде плоской структуры, которая указывает в том же направлении, что и кристаллические слои. Физики называют эту модель волной плотности заряда.
Но попадайте на кристалл вспышкой лазерного света длиной менее триллионной доли секунды, и волна плотности заряда будет резко (и очень кратко) переключать направления - перпендикулярно направлению, в котором он первоначально протекал. Это новая фаза материи, найденная физиками.
Теоретически, новая фаза материи, которая появляется после лазерной вспышки, существует как своего рода скрытая возможность в кристалле все время. Лазерный свет подавляет доминирующую фазу - этот первоначальный поток электрического заряда - и позволяет появиться скрытой фазе.
Когда действие лазера спадает, первоначальная фаза восстанавливается. Исследователи назвали две фазы "конкурирующими состояниями" в кристалле.
И, вероятно, существуют другие конкурирующие состояния, скрывающиеся в других кристаллических веществах, сообщили исследователи в статье, опубликованной 11 ноября в журнале Nature Physics. И они также могут быть обнаружены при вспышках лазерного света. Исследователи заявили, что со временем они могут открыть новые способы манипулирования материалами, используя только мигающие огни.
