En ny fase af stof er blevet opdaget gemt inde i en krystal, efter at fysikere sprængte krystallen med ultrashort-pulser af laserlys.
Den flydende nye fase af stof optrådte i et krystallinsk materiale kaldet lanthanum tritellurid - sammensat af et lanthanatom og tre telluratomer. De superkorte laserpulser ændrede, hvordan elektroner bevægede sig gennem krystallen, og ændringen er nok til at klassificere den som en helt ny stofstilstand.
Energistørstelser gør normalt stoffer mindre ordnede, som varmesmeltende is eller et skarpt revnebrydende glas, sagde fysikerne. Men i dette tilfælde ser det ud til, at laserblitz flytter krystallen til en sjælden tilstand af højere orden.
"Normalt, for at ændre fasen af et materiale, prøver du kemiske ændringer, tryk eller magnetiske felter. I dette arbejde bruger vi lys til at foretage disse ændringer," fysiolog fra Massachusetts Institute of Technology (MIT), Nuh Gedik, en af ledere af eksperimentet, sagde det i en erklæring.
Lanthanum-tritelluridkrystaller danner naturligt en lagdelt struktur, sagde fysikerne. Og inden for den lagdelte struktur finder du et usædvanligt mønster.
I de fleste stoffer er elektronerne temmelig jævnt fordelt. Men ved meget lave temperaturer danner lanthanum tritellurid lommer med lav elektrondensitet og lommer med høj elektrondensitet. Og disse lommer er organiseret i et fladt mønster, der peger i samme retning som de krystallinske lag. Fysikere kalder dette mønster en ladningstæthedsbølge.
Men rammer krystallen med en blink af laserlys mindre end en billion af en sekund lang, og ladningstæthedsbølgen skifter skarpt (og meget kort) retninger - flyder vinkelret på den retning, hvor den oprindeligt flød. Det er den nye fase af stof, som fysikere fandt.
I teorien eksisterer den nye fase af stof, der vises efter laserblitz som en slags latent mulighed i krystallen hele tiden. Laserlyset undertrykker den dominerende fase - den originale strøm af elektrisk ladning - og gør det muligt for den skjulte fase at dukke op.
Når effekten af laseren aftager, gentager den originale fase sig selv. Forskerne kaldte de to faser "konkurrerende stater" i krystallen.
Og der er sandsynligvis andre konkurrerende stater derude, som gemmer sig i andre krystallinske stoffer, sagde forskerne i et papir, der blev offentliggjort 11. november i tidsskriftet Nature Physics. Og de kan sandsynligvis også opdages med blink af laserlys. Givet tid, sagde forskerne, kunne de muligvis afsløre nye måder at manipulere materialer med intet andet end blinkende lys.
