En ny materiefas har upptäckts som gömmer sig inuti en kristall, efter att fysiker sprängde kristallen med ultrashortpulser av laserljus.
Den flyktiga nya fasen av materia dök upp i ett kristallint material som kallas lantantritellurid - sammansatt av en lantanatom och tre telluratomer. De super korta laserpulserna förändrade hur elektroner rörde sig genom kristallen, och förändringen räcker för att klassificera den som ett helt nytt materiallag.
Energiburster gör vanligtvis ämnen mindre ordnade, som värmesmälande is eller ett skarpt sprickglas, säger fysikerna. Men i detta fall verkar laserblixten flytta kristallen till ett sällsynt tillstånd av högre ordning.
"Normalt, för att ändra fasen för ett material, försöker du kemiska förändringar, tryck eller magnetfält. I det här arbetet använder vi ljus för att göra dessa förändringar," fysikern Massachusetts Institute of Technology (MIT), Nuh Gedik, en av ledare för experimentet, sade i ett uttalande.
Lanthanum-tritelluridkristaller bildar naturligtvis en skiktad struktur, sade fysikerna. Och inom den skiktade strukturen hittar du ett ovanligt mönster.
I de flesta ämnen är elektronerna ganska jämnt fördelade. Men vid mycket låga temperaturer bildar lantantritellurid fickor med låg elektrondensitet och fickor med hög elektrondensitet. Och fickorna är organiserade i ett plant mönster som pekar i samma riktning som de kristallina skikten. Fysiker kallar detta mönster en laddningstäthetsvåg.
Men träffa kristallen med en blixt av laserljus som är mindre än en biljon av en sekund lång, och laddningstäthetsvågen växlar kraftigt (och mycket kort) riktningar - flödande vinkelrätt mot den riktning i vilken den ursprungligen flödade. Det är den nya fasen av materia som fysikerna hittade.
I teorin existerar den nya fasen av materia som dyker upp efter laserblixten som en slags latent möjlighet i kristallen hela tiden. Laserljuset undertrycker den dominerande fasen - det ursprungliga flödet av elektrisk laddning - och tillåter den dolda fasen att dyka upp.
När effekten av lasern avtar, återinförs den ursprungliga fasen igen. Forskarna kallade de två faserna "konkurrerande tillstånd" i kristallen.
Och det finns förmodligen andra konkurrerande stater där ute, som gömmer sig i andra kristallina ämnen, sade forskarna i en artikel publicerad 11 november i tidskriften Nature Physics. Och de kan sannolikt också upptäckas med blinkar av laserljus. Med tanke på tid, sade forskarna, kan de avslöja nya sätt att manipulera material med inte annat än blinkande ljus.
