Maddenin Yeni Hali Bulundu

Fizikçiler çok kısa lazer atımlarıyla bombardımana maruz bıraktıkları kristalin içinde maddenin yeni bir halini keşfettiler.

Süper kısa lazer darbeleri, elektronların kristal içinde hareket ediş şeklini, tamamen yeni bir madde hali olarak sınıflandırmak için yeterli sayılacak şekilde değiştirdi.

Normalde bir maddeye enerji vermek onu daha düzensiz bir hale geçirir. Isıtılan buzun erimesi veya sert bir darbenin camı parçalaması gibi.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT) bir ekibin yaptığı deneyde, lantan tritellür maddesinin yük yoğunluğu dalgası, hızlı bir lazer darbesiyle vurulduğunda, beklenen düzensizlik yerine daha yüksek düzenli, yepyeni bir yük yoğunluğu dalgasına dönüştüğü gözlendi. Şaşırtıcı bulgu, her türlü malzemede görünmeyen özelliklerin ortaya çıkarılmasında yardımcı olabilir.

Araştırmanın başındaki fizikçilerden Prof. Dr. Nuh Gedik açıklamasında: “Normalde, bir maddenin fazını değiştirmek için kimyasal değişiklikler, basınç veya manyetik alanlar kullanılır. Bu çalışmada, bu değişiklikleri yapmak için ışık kullanıyoruz” dedi.

Çoğu maddede, elektronlar oldukça eşit şekilde dağılır. Ancak çok düşük sıcaklıklarda, bazı malzemeler, düşük elektron yoğunluğu olan cepler ve yüksek elektron yoğunluğu olan cepler oluşturur. Bu cepler, kristal oluşumu ile aynı yönde, düz bir örüntüde gözlenir. Fizikçiler bu düzene, yük yoğunluğu dalgası adını veriyorlar.

Ancak kristal, bir saniyenin üç trilyonundan daha kısa bir lazer ışığı parlamasıyla vurulduğunda, yük yoğunluğu dalgası çok kısa bir süre, orijinal olarak aktığı yöne dik bir şekilde akış yönünü değiştirir. Fizikçilerin bulduğu maddenin yeni hali budur.

Çok kısa süreliğine görülen bu farklı yük yoğunluğu dalgası, maddenin normal hali tarafından baskılanmakta olan ve yüksek enerji yüklenmesinde görünür olan bir hal. Maddenin içinde birbiriyle rekabet halinde iki faz bulunduğunu söyleyebiliriz.

Normal olarak, tüm kararlı malzemeler minimum enerji durumlarında bulunur – yani atomlarının ve moleküllerinin olası tüm konfigürasyonlarında, malzeme kendini korumak için en az enerjiyi gerektiren duruma yerleşir. Ancak, belirli bir kimyasal yapı için, maddenin içinde bulunduğu düşük enerjili durum tarafından baskılanmış, potansiyel olarak sahip olabileceği başka olası gizli yapılandırmalar olabilir.

Gedik, “Bu baskın hali ışıkla vurarak belki de diğer haller ortaya çıkarılabilir” diyor. Ve yeni durumlar çok hızlı bir şekilde görünüp kaybolduğu için, bazı bilgi işlem uygulamalarında faydalı olabilecek şekilde açılıp kapatılabilirler.

Yeni bulgular, faz rekabetinin diğer sistemlerdeki rolünün daha iyi anlaşılmasına yardımcı olabilir. Bu da, süper iletkenliğin neden bazı malzemelerde nispeten yüksek sıcaklıklarda meydana geldiği gibi soruları cevaplamaya yardımcı olabilir ve daha yüksek sıcaklıkta çalışan süper iletkenleri keşfetme arayışında yardımcı olabilir.

Nuh Gedik belki de yeni bir yarışın “star”ını verdi: “Ya maddelerin yeni hallerini ortaya çıkarmak için yapmanız gereken tek şey üzerine bir ışık tutmaksa?”