Ученые показали аномальную трансформацию материала

Блестящее достижение продемонстрировала команда исследователей из Аргоннской национальной лаборатории США, совершив прорыв в изучении уникального материала, способного менять свою структуру под воздействием сверхбыстрых лазерных импульсов. Это открытие открывает захватывающие перспективы для развития современных технологий.
Удивительное разнообразие свойств материалов определяется их внутренней организацией. Яркий пример такого феномена можно наблюдать у алмаза и графита – веществ, построенных исключительно из атомов углерода, но обладающих кардинально различными характеристиками благодаря особенностям их структурного построения.
Инновационное исследование сфокусировалось на многослойном материале, в котором чередуются пласты ферроэлектриков, реагирующих на внешнее электрическое поле перераспределением зарядов, и неферроэлектриков. Под действием лазерного луча вещество переходит в особое метастабильное состояние – уникальную промежуточную фазу, способную сохраняться продолжительное время, несмотря на существенное отклонение от равновесия. Подобные состояния открывают принципиально новые возможности для обработки информации, значительно повышая ее скорость и плотность.
Сверхкороткий лазерный импульс продолжительностью менее 100 фемтосекунд производит мощное воздействие на материал, погружая его в хаотическое состояние, образно названное учеными «фазой супа». В этот момент происходит временная дезорганизация структуры – атомы и электроны утрачивают упорядоченность. Однако через миллиардные доли секунды начинается удивительный процесс самоорганизации «супа», приводящий к формированию суперкристалла – сложной упорядоченной структуры, образованной множеством объединенных микрокристаллов.
Специалисты провели детальное наблюдение за этим впечатляющим превращением, используя передовые рентгеновские лазерные комплексы, расположенные в США и Японии. Применение специализированного оборудования позволило создать подробные трехмерные карты структуры материала и проследить за перемещением атомов и электронов в процессе трансформации, что помогло раскрыть механизмы необычного поведения вещества.
В ближайших планах научной группы – разработка методов контроля над этими захватывающими процессами для создания инновационных материалов с программируемыми свойствами, которые найдут применение в технологиях будущего.
Это достижение дополняет недавний успех американских ученых, создавших рекордно мощный источник рентгеновского излучения, что подтверждает стремительное развитие современной науки о материалах.
Источник: www.gazeta.ru