Sciencemag.cz
Doporučujeme
Pomocí silných laserových pulzů se ve sloučenině LaTe3 (tellurid lantanový) vytváří zvláštní struktura vln hustoty náboje. Mluvit o nové fázi hmoty, jak to dělá tisková zpráva Massachusetts Institute of Technology, je možná přehnané, nicméně na celém jevu má být zajímavé mj. to, že dodání energie v tomto případě zvyšuje (nebo alespoň nesnižuje) uspořádanost materiálu.
V LaTe3 se vyskytují tzv. vlny hustoty náboje (charge density wave) – což znamená, že v materiálu spontánně vznikají oblasti s vysokou nebo naopak nízkou hustotou elektronů, Když toto místo/útvar zasáhne laserový paprsek dopadající ani ne pikosekundu, namísto očekávaného chaosu to vyvolá vznik nové vlny, uspořádané kolmo na tu původní. Nová kolmá vlna existuje opět jen několik pikosekund, poté zmizí a obnoví se původní stav.
V telluridu lanthanovém (pod určitou teplotou) existují částečné elektrické náboje (gradienty) pouze v jednom směru, v ostatních je hustota elektronů stejná. Nic na způsob pouze na okamžik probíhajících kolmých vln se dosud pozorovat nepodařilo. Dodáním energie namísto chaosu vznikne jiné uspořádání – vypadá to skoro, jako kdyby na sebe kolmé vlny spolu „soupeřily“ o to, jak se materiál uspořádá, a jejich existence se vzájemně vylučovala. V kvantových materiálech je podobná konkurence mezi různými stavy hmoty prý ale celkem běžná. Výsledkem má být, že pokud bychom v řadě jiných forem hmoty dokázali nějak potlačit dominantní stav, mohla by před námi vznikat celá paleta asi celkem exoticky působících uspořádání. Dodání energie umožní alespoň dočasné existenci i jiných stavů – mezi nimi a těmi původními lze různě přepínat a měnit tak vlastnosti materiálu (zde se přepínání „nazpět“ do stavu s nejnižší energií uskuteční samovolně).
Na studii publikované v Nature Physics se kromě vědců z MITu podíleli i autoři z Harvard University, SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University a Argonne National Laboratory. Vědci tvrdí, že když už víme jak na to, pomocí energetických laserů můžeme exotické stavy vytvářet poměrně snadno a zkoumat jejich vlastnosti – může jít třeba o vysokoteplotní supravodiče nebo látky s nějak speciálním uspořádáním spinů, nečekanými optickými vlastnostmi apod.
Light-induced charge density wave in LaTe3, Nature Physics (2019). DOI: 10.1038/s41567-019-0705-3 , https://nature.com/articles/s41567-019-0705-3
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology
Viz také: Kvantový darwinismus v diamantu
Poznámka PH: Na druhé straně, je třeba metafora, že krystal ledu a kapalná voda spolu soupeří o to, jakou podobu na sebe voda vezme, nějak zvlášť nosná?
