Физики захватили неуловимое состояние материи с помощью лазера

Учёным удалось запечатлеть неуловимое состояние материи, которое оставалось стабильным даже при комнатной температуре

Международной команде специалистов удалось запечатлеть неуловимое состояние материи, которое оставалось стабильным даже при комнатной температуре.

Эксперимент включал расслоение неорганических соединений и их «разрушение», что означало формирование новой структуры, которая препятствует естественному достижению материей состояния кристаллизации. Специальная лазерная технология помогла команде приостановить разрушение материи и зафиксировать её в крайне упорядоченном состоянии — суперкристалле. Специалисты говорят, что скрытые состояния материи идентифицируются путём вывода материи из её «комфортного» основного состояния.

Исследователи использовали чередующиеся слои из одноатомного титаната свинца и титаната стронция, сложенные в трёхмерную структуру. Эти слои были выращены на подложке из оксида диспрозия и скандия. В итоге получилась совершенно неорганизованная система с несколькими состояниями, распределёнными по всему материалу. Затем с помощью фемтосекундного лазера, который переводит электроны в возбуждённое состояние, учёные зафиксировали состояние материи. Они обнаружили, что структура не возвращается к своему неупорядоченному состоянию, как можно было бы ожидать. Вещество находилось в промежуточном сверхкристаллическом состоянии в течение некоторого времени при комнатной температуре. Хотя подобные динамические преобразования уже давно использовались для упорядочения материалов, стратегия стабилизации устойчивого состояния материи до сих пор была недостижима. Полученный суперкристалл имел элементарные ячейки с объёмом, который в миллион раз превышает единичные элементы титаната свинца и стронция. При этом структура оставалась упорядоченной и стабильной. По словам учёных, данный эксперимент очень важен для создания искусственных наноматериалов, которые невозможно производить в естественных условиях.

Фото и видео: L-Q Chen Group/Penn State

На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc., запрещённая на территории Российской Федерации