Una nuova fase della materia è stata scoperta nascondendosi all'interno di un cristallo, dopo che i fisici hanno fatto esplodere il cristallo con impulsi ultracorti di luce laser.
La nuova fase fugace della materia apparve in un materiale cristallino chiamato lantanio tritelluride - composto da un atomo di lantanio e tre atomi di tellurio. Gli impulsi laser super corti hanno cambiato il modo in cui gli elettroni si muovevano attraverso il cristallo e il cambiamento è sufficiente per classificarlo come uno stato della materia completamente nuovo.
Gli scoppi di energia di solito rendono le sostanze meno ordinate, come il ghiaccio che scioglie il calore o un vetro che frantuma le crepe, hanno detto i fisici. Ma in questo caso, il flash laser sembra spostare il cristallo in uno stato raro, di ordine superiore.
"Normalmente, per cambiare la fase di un materiale provi cambiamenti chimici, o pressione o campi magnetici. In questo lavoro, stiamo usando la luce per fare questi cambiamenti", il fisico del Massachusetts Institute of Technology (MIT) Nuh Gedik, uno dei leader dell'esperimento, ha affermato in una nota.
I cristalli di tritelluride di lantanio formano naturalmente una struttura a strati, hanno detto i fisici. E all'interno di quella struttura a strati troverai un modello insolito.
Nella maggior parte delle sostanze, gli elettroni sono distribuiti in modo abbastanza uniforme. Ma a temperature molto basse, il tritelluride di lantanio forma sacche di bassa densità di elettroni e sacche di alta densità di elettroni. E quelle tasche sono organizzate in un modello piatto che punta nella stessa direzione degli strati cristallini. I fisici chiamano questo schema un'onda di densità di carica.
Ma colpisci il cristallo con un lampo di luce laser lungo meno di un trilionesimo di secondo e l'onda della densità di carica cambierà bruscamente (e molto brevemente) le direzioni - scorrendo perpendicolarmente alla direzione in cui inizialmente scorreva. Questa è la nuova fase della materia trovata dai fisici.
In teoria, la nuova fase della materia che appare dopo il flash laser esiste come una sorta di possibilità latente nel cristallo per tutto il tempo. La luce laser sopprime la fase dominante - quel flusso originale di carica elettrica - e fa emergere la fase nascosta.
Quando l'effetto del laser si attenua, la fase originale si afferma nuovamente. I ricercatori hanno definito le due fasi "stati concorrenti" nel cristallo.
E probabilmente ci sono altri stati in competizione là fuori, nascosti in altre sostanze cristalline, hanno detto i ricercatori in un articolo pubblicato l'11 novembre sulla rivista Nature Physics. E possono anche essere scoperti con lampi di luce laser. Dato il tempo, i ricercatori hanno detto che potrebbero scoprire nuovi modi per manipolare i materiali con nient'altro che luci lampeggianti.
