استخدم فريق من الفيزيائيين الليزر لإنشاء "بلورات فائقة" ، على الرغم من أن الهياكل قاتلت من أجل عدم وجودها على الإطلاق.
إنجازهم: إحباط محاولات المواد عالية الترتيب لتشكيل هياكل أبسط ثم استخدام طاقة نبضات الليزر لإخراج المواد المحبطة إلى حالة أكثر تعقيدًا وبلورة فائقة.
في علم المواد ، يمكن أن توجد المادة في أي عدد من الحالات البلورية وغير البلورية المختلفة. وأحيانًا ، عندما تنتقل هذه المسألة من دولة إلى أخرى ، فإنها تتوقف لفترة وجيزة في حالة وسيطة لا توجد عادةً في الطبيعة. من بين هذه الدول الغريبة والعابرة؟ هياكل فائقة البلورة.
البلورة مادة ترتب ذراتها أو جزيئاتها في نمط متكرر. كل خطوة في هذا النمط ، كل قطعة أحجية تشكل البلورة ، تسمى خلية وحدة. هذه البلورات الفائقة تسمى خاصة لأن وحدات هيكلها البلوري أكبر بكثير من تلك الموجودة في أي بلورات طبيعية - في هذه الحالة ، تصل إلى مليون مرة أكبر من البلورات التي تتكون عادة من المواد الكيميائية التي تشكل البلورة الفائقة.
في الدراسة الجديدة ، وضع الفيزيائيون مادتين ، تيتانات الرصاص وتيتانات السترونتيوم ، فوق بعضها البعض بطريقة أحبطت كل مادة محاولات الأخرى لتنظيم نفسها في بلورة صغيرة الحجم. النتيجة؟ تناثرت العديد من الحالات الكريستالية غير المنتظمة وغير البلورية بشكل عشوائي في جميع أنحاء الطبقات.
ولكن بعد انطلاق الضوء الفائق بالليزر الأزرق ، أعادت الطبقات تنظيم نفسها. أضاف انفجار الليزر طاقة في النظام الذي دفع البلورة إلى حالة تنظيم ، وهو النوع الوحيد من التنظيم الممكن مع وحدات بلورية صغيرة الحجم تم إحباطها. ظهر هيكل ثلاثي الأبعاد شاسع ومتكرر في جميع أنحاء المادة ، أكبر بكثير من الهيكل الذي يظهر في بلورات أخرى. كان العلماء قادرين على مراقبة هذا الهيكل باستخدام وميض ضوئي ثان منخفض الكثافة.
كان هذا هو نوع الهيكل الذي قد يكون موجودًا بشكل عابر حيث تنتقل المواد من دولة إلى أخرى ، ولكن ليس من النوع الذي تتوقع استمراره على المدى الطويل. ومع ذلك ، أظهر الباحثون أن هذه البلورة الفائقة نجت في ظل ظروف حرارة الغرفة الدافئة.
تم نشر النتائج في 18 مارس في مجلة Nature Materials.
