تم اكتشاف مرحلة جديدة من المادة مختبئة داخل بلورة ، بعد أن انتقد الفيزيائيون البلورة بواسطة نبضات فائقة القصر من ضوء الليزر.
ظهرت المرحلة الجديدة العابرة للمادة في مادة بلورية تسمى lanthanum tritelluride - تتكون من ذرة lanthanum وثلاث ذرات التيلوريوم. غيّرت نبضات الليزر القصيرة جدًا طريقة تحرك الإلكترونات عبر البلورة ، والتغيير كاف لتصنيفها على أنها حالة جديدة تمامًا للمادة.
قال الفيزيائيون إن الاندفاعات في الطاقة عادة ما تجعل المواد أقل تنظيمًا ، مثل ذوبان الجليد أو الزجاج المكسور الحاد. ولكن في هذه الحالة ، يبدو أن فلاش الليزر يحرك البلورة إلى حالة نادرة ورتبة أعلى.
"عادة ، لتغيير طور المادة ، جرب التغييرات الكيميائية ، أو الضغط ، أو المجالات المغناطيسية. في هذا العمل ، نستخدم الضوء لإجراء هذه التغييرات ،" فيزيائي معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) نوه جيديك ، أحد وقال قادة التجربة في بيان.
قال علماء الفيزياء إن بلورات اللانثانوم ترايتيلوريد تشكل بشكل طبيعي بنية من طبقات. وضمن هذا الهيكل الطبقي ، ستجد نمطًا غير عادي.
في معظم المواد ، يتم توزيع الإلكترونات بالتساوي. ولكن في درجات الحرارة المنخفضة جدًا ، يشكل اللانثانوم تريتيليورايد جيوبًا ذات كثافة إلكترون منخفضة وجيوب ذات كثافة إلكترون عالية. ويتم تنظيم هذه الجيوب في نمط مسطح يشير في نفس اتجاه الطبقات البلورية. يسمي الفيزيائيون هذا النمط موجة كثافة الشحن.
لكن ضرب الكريستال بفلاش من ضوء الليزر أقل من تريليون من الثانية الطويلة ، وستقوم موجة كثافة الشحن بتبديل الاتجاهات بشكل حاد (لفترة وجيزة جدًا) - تتدفق عموديًا على الاتجاه الذي تدفقت فيه في الأصل. هذه هي المرحلة الجديدة من المادة التي وجدها الفيزيائيون.
من الناحية النظرية ، توجد المرحلة الجديدة من المادة التي تظهر بعد وميض الليزر كنوع من الاحتمالية الكامنة في البلورة طوال الوقت. يمنع ضوء الليزر المرحلة السائدة - التدفق الأصلي للشحنة الكهربائية - ويسمح بظهور المرحلة الخفية.
عندما ينحسر تأثير الليزر ، يعيد الطور الأصلي تأكيد نفسه. أطلق الباحثون على المرحلتين "دول متنافسة" في البلورة.
وقال الباحثون في بحث نشر في 11 تشرين الثاني / نوفمبر في دورية "نيتشر فيزيكس" إنه ربما تكون هناك دول متنافسة أخرى مختبئة في مواد بلورية أخرى. ويمكن أيضًا اكتشافها باستخدام ومضات ضوء الليزر. وقال الباحثون إنه مع مرور الوقت ، قد يكتشفون طرقًا جديدة للتعامل مع المواد بدون أضواء ساطعة.
