Tím fyzikov použil lasery na vytvorenie „superkryštálov“, aj keď štruktúry, o ktorých sa bojovalo, vôbec neexistovali.
Ich dosiahnutie: frustrovanie pokusov o vysoko usporiadaný materiál s cieľom vytvoriť jednoduchšie štruktúry a potom pomocou energie laserových pulzov uviesť frustrovaný materiál do zložitejšieho stavu superkryštálu.
Vo vede o materiáloch môže hmota existovať v akomkoľvek množstve rôznych kryštalických a nekryštalických stavov. A niekedy, keď táto záležitosť prechádza z jedného štátu do druhého, krátko sa zastaví v prechodnom stave, ktorý v prírode bežne neexistuje. Medzi týmito exotickými, prchavými štátmi? Supercryštalické štruktúry.
Kryštál je materiál, ktorého atómy alebo molekuly sa usporiadali do opakujúcich sa vzorcov. Každý krok v tomto vzore, každý kúsok skladačky tvoriaci kryštál, sa nazýva jednotková bunka. Tieto takzvané superkryštály sú zvláštne, pretože jednotky ich kryštalickej štruktúry sú omnoho väčšie ako jednotky nájdené v akýchkoľvek prírodných kryštáloch - v tomto prípade až miliónkrát väčšie ako kryštály normálne tvorené chemikáliami, ktoré tvoria superkryštál.
V novej štúdii fyzici navrstvili dva materiály, titaničitan olovnatý a titaničitan strontnatý, jeden na druhého takým spôsobom, že každý materiál zmaril pokusy druhého usporiadať sa do kryštálov malého rozsahu. Výsledok? Veľa vrstiev je náhodne rozptýlených veľa neusporiadaných, nepravidelných kryštálových a nekryštálových stavov.
Po superrýchlom prepnutí modrého laserového svetla sa však vrstvy reorganizovali. Laserový výbuch pridal energiu do systému, ktorý spôsobil, že kryštál bol v stave organizácie, jediná možná organizácia s frustrovanými kryštálovými jednotkami malého rozsahu. V materiáli sa objavila obrovská, opakujúca sa 3D štruktúra, oveľa väčšia ako štruktúra, ktorá sa objavuje v iných kryštáloch. Vedci dokázali pozorovať túto štruktúru pomocou druhého záblesku svetla s nižšou intenzitou.
Bola to taká štruktúra, ktorá by mohla voľne existovať ako materiálny posun z jedného štátu do druhého, ale nie ten, ktorý by ste očakávali, že vydrží dlho. Vedci však ukázali, že tento superkryštál prežil v teplých podmienkach teploty miestnosti.
Výsledky boli publikované 18. marca v časopise Nature Materials.
