За считанные фемтосекунды. Японские исследователи запечатлели скрытую фазу вещества
Японские ученые зафиксировали, как вспышка света за считанные фемтосекунды изменяет внутренние свойства материала. Они наблюдали этот процесс и впервые разглядели его скрытую промежуточную фазу.
Об этом говорится в исследовании команды из Токийского института науки, Университета Тохоку и Технологического института Нагои, опубликованном в журнале Physical Review Letters .
В чем сложность эксперимента? Свет способен на краткое мгновение изменять физические свойства вещества — без его нагревания или охлаждения. Главное препятствие для ученых — скорость. Первоначальные изменения происходят за фемтосекунды (это миллионные доли миллиардной доли секунды), поэтому увидеть этот процесс напрямую долгое время считалось практически невозможным.
Чтобы снять этот «микрофильм», физики использовали сверхкороткие лазерные вспышки длительностью всего шесть фемтосекунд. Они облучили сложный металл-органический каркас и с помощью отраженного света отследили перестройку структуры практически в реальном времени.
Выяснилось, что новое состояние материала формируется всего за 30 фемтосекунд. Однако переход происходит не мгновенно, а в два этапа:
- Сначала световой импульс изменяет силы связей между электронами.
- Лишь после этого «электронного сотрясения» начинают смещаться сами атомы.
«Мы выяснили, что скрытое состояние формируется через ранее неизвестную промежуточную фазу», — объясняет руководитель исследования Тадахико Исикава.