Eine neue Phase der Materie wurde entdeckt, die sich in einem Kristall versteckt, nachdem Physiker den Kristall mit ultrakurzen Laserlichtimpulsen gesprengt hatten.
Die flüchtige neue Phase der Materie erschien in einem kristallinen Material namens Lanthan-Tritellurid - bestehend aus einem Lanthanatom und drei Telluratomen. Die superkurzen Laserpulse veränderten die Bewegung der Elektronen durch den Kristall, und die Änderung reicht aus, um ihn als einen völlig neuen Materiezustand zu klassifizieren.
Energiestöße machen Substanzen normalerweise weniger geordnet, wie wärmeschmelzendes Eis oder ein scharfes, zerbrechendes Glas, sagten die Physiker. In diesem Fall scheint der Laserblitz den Kristall in einen seltenen Zustand höherer Ordnung zu bringen.
"Normalerweise versuchen Sie, die Phase eines Materials zu ändern, chemische Änderungen, Druck oder Magnetfelder. In dieser Arbeit verwenden wir Licht, um diese Änderungen vorzunehmen", so der Physiker Nuh Gedik vom Massachusetts Institute of Technology (MIT), einer der Führer des Experiments, sagte in einer Erklärung.
Lanthan-Tritellurid-Kristalle bilden auf natürliche Weise eine Schichtstruktur, so die Physiker. Und innerhalb dieser Schichtstruktur finden Sie ein ungewöhnliches Muster.
In den meisten Substanzen sind die Elektronen ziemlich gleichmäßig verteilt. Bei sehr niedrigen Temperaturen bildet Lanthan-Tritellurid jedoch Taschen mit niedriger Elektronendichte und Taschen mit hoher Elektronendichte. Und diese Taschen sind in einem flachen Muster angeordnet, das in die gleiche Richtung wie die kristallinen Schichten zeigt. Physiker nennen dieses Muster eine Ladungsdichtewelle.
Wenn Sie den Kristall jedoch mit einem Laserlichtblitz treffen, der weniger als eine Billionstelsekunde lang ist, wechselt die Ladungsdichtewelle scharf (und sehr kurz) die Richtung - sie fließt senkrecht zu der Richtung, in die sie ursprünglich geflossen ist. Das ist die neue Phase der Materie, die die Physiker gefunden haben.
Theoretisch existiert die neue Phase der Materie, die nach dem Laserblitz auftritt, ständig als eine Art latente Möglichkeit im Kristall. Das Laserlicht unterdrückt die dominante Phase - diesen ursprünglichen Strom elektrischer Ladung - und lässt die verborgene Phase entstehen.
Wenn die Wirkung des Lasers nachlässt, setzt sich die ursprüngliche Phase wieder durch. Die Forscher nannten die beiden Phasen "konkurrierende Zustände" im Kristall.
Und es gibt wahrscheinlich andere konkurrierende Staaten, die sich in anderen kristallinen Substanzen verstecken, sagten die Forscher in einem Artikel, der am 11. November in der Zeitschrift Nature Physics veröffentlicht wurde. Und sie können wahrscheinlich auch mit Laserlichtblitzen entdeckt werden. Mit der Zeit könnten die Forscher neue Wege aufdecken, um Materialien nur mit blinkenden Lichtern zu manipulieren.
