Fyzikální experiment s ultrarychlým laserem odhalil doposud neznámé skupenství hmoty

24. 11. 2019

Částicová fyzika Lasery

S narůstající energií dochází v materiálech k poklesu uspořádanosti jejich vnitřní struktury. Nové pokusy s vlnou hustoty náboje (charge density wave, CDW) však ukazují, že za určitých podmínek lze dosáhnout opačného výsledku: laserové pulzy ve speciálním materiálu vytváří vysoce organizovanou strukturu.

Vědecké pokusy prezentované v magazínu Nature Physics pracovaly s telluridem lantanovým (LaTe3), který přirozeně vytváří vrstvenou strukturu. V ní se elektrony spontánně uspořádávají do regionů s vysokou a nízkou hustotou, které vytváří konfiguraci podobnou vlnění, a to vždy v jednom směru (stav označovaný za CDW). Při vystavení ultrarychlému laseru se však tato konfigurace mění a vytváří se nové uspořádání ve směru kolmém k původnímu.

Nová struktura existuje pouze dočasně, několik málo pikosekund, po kterých se opět objeví struktura původní. Podle vědců to vypadá, jako by původní uspořádání bylo pouze dočasně potlačeno.

Změna skupenství materiálů je většinou doprovázena změnou tlaku, magnetického pole nebo teploty. V tomto případě k ní však dochází prostřednictvím světla. Podobné chování nebylo v tomto materiálu zatím nikdy pozorováno. Podle vědců si tyto dva stavy vzájemně konkurují, podobně jako v kvantových materiálech. 

Výzkum by mohl vnést světlo do vědeckých oblastí jako je supravodivost materiálů, kvantová fyzika a další.