瞬間激光衝擊材料產生全新物相

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【新唐人北京時間2019年11月24日訊】物理常識告訴我們,自然界物體在需要最低能量維持的狀態下,內部粒子的排列處於有序的狀態,一旦增加能量改變狀態後,內部粒子的排列就不那麼有序。然而新一份研究發現,在極其短暫的激光衝擊後,一種材料居然呈現一種更有序的新物態

比如冰塊,內部粒子呈現美麗的冰晶態,加熱化成水後,內部粒子成了雜亂無章的排列狀態。

這份新研究中,物理學家觀察到了完全相反的情況:當三碲化鑭(LaTe₃)受到瞬間的激光衝擊(不到1皮秒)後,這種材料中的電荷密度波(CDW)模式就會變成一種全新的、更加有序的狀態,而非預期的無序狀態。

不過這種新的狀態只維持幾個皮秒就消失了,又恢復到原來的狀態。這意味著新狀態受到原來狀態的壓制。

科學家之前從未在這種材料中觀測到這種狀態。研究者之一麻省理工學院(MIT)的格迪克(Nuh Gedik)說:「這很不尋常。多數情況下,向材料增加能量將減低粒子的有序度。」

「看起來這兩種CDW模式在競爭,當一種出現的時候,另一種消失。我想這顯示了一種很重要的概念——相位競爭。」

研究者認為,這意味著很多材料中都有我們不知道的物態,只是因為受到較強物態的壓制而無法顯現。如果能找到辦法壓制主導物態,就能實現物態的開關控制。格迪克說,這在一些信息處理過程中將有重要用途。

合作研究者科加(Anshul Kogar)說,壓制物態的可能性有助於發現各種材料中不為人知的新的特性,打開全新的研究領域。

這份研究由麻省理工學院、哈佛大學、斯坦福大學和阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)聯合完成,近期發表在《自然-物理學》(Nature Physics)期刊上。

──轉自《大紀元》

(責任編輯:葉萍)

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