В скольких государствах существует материя? Если вы похожи на нас, ваш ответ будет три; твердый, жидкий и газообразный. Тем не менее, группа ученых открыла новое состояние вещества, которое можно создать, бомбардируя его сверхбыстрым всплеском света. Вышеупомянутое состояние является стабильным при комнатной температуре, препятствуя естественной тенденции материала возвращаться в его основное состояние.
Команда ученых из штата Пенсильвания, Аргоннской национальной лаборатории и других исследователей поставила новый и устойчивый вопрос, используя контролируемые импульсы лазерного излучения. Венкатраман Гопалан, руководитель группы Penn State и профессор материаловедения, сказал: «Мы ищем скрытые состояния материи, выводя проблему из ее комфортного состояния, которое мы называем основным состоянием. Мы делаем это, переводя электроны в более высокое состояние с помощью фотона, а затем наблюдаем, как материал возвращается в свое нормальное состояние. Идея состоит в том, что в возбужденном состоянии, или состоянии, которое проходит в мгновение ока на пути к основному состоянию, мы найдем свойства, которые нам хотелось бы иметь, такие как новые формы полярных, магнитных и электронных. штат “.
Этот замечательный подвиг был достигнут благодаря использованию двухступенчатого лазера. Первый лазер использовался для возбуждения электронов до более высокого состояния, в то время как второй лазер использовался для получения данных о состоянии материала. Эти состояния материи обычно являются временными: они имеют тенденцию существовать в течение ограниченного времени, которое также составляет доли секунды, прежде чем материал быстро вернется в свое основное состояние. Команда хотела использовать свойства материала в любом из этих состояний, чтобы это произошло, ее тенденция к возвращению в основное состояние должна быть исправлена.
Исследователи использовали сложный трехмерный материал, который был создан путем чередования слоев титаната свинца и титаната стронция, чтобы воспрепятствовать естественной тенденции материалов возвращаться в свое основное состояние. Это позволило команде сохранять стабильные материалы в новом состоянии при комнатной температуре более года.
Исследовательская группа в Аргоннской национальной лаборатории сказала: «Впервые мы наблюдали, что однократное сверхбыстрое лазерное импульсное облучение полярного материала в искусственных слоях может вызвать структурное совершенство на больших расстояниях, если исходить из относительного беспорядка. Эта экспериментальная демонстрация уже стимулировала теоретические разработки и имеет важные последствия для будущей реализации искусственных наноматериалов, которых традиционное производство не может достичь ».
Исследование было опубликовано в журнале Nature Materials.
