Фізики з Массачусетського технологічного інституту дослідили поведінку електронів у рідкісноземельному трителуриді ербію. Експеримент показав, що в матеріалі можуть одночасно існувати дві форми електронного порядку.
Дослідження опублікували 20 серпня 2023 року, а його результати вийшли в журналі Nature Physics. У роботі вчені вивчали умови, за яких дві електронні фази можуть співіснувати в одному матеріалі, –повідомляє НВ — Техно.
Під час експерименту зразки охолоджували приблизно до -230 °C. За температури -8 °C електрони починали формувати хвилю густини заряду.
Коли матеріал охолоджували далі, до -113 °C, виникала ще одна хвильова структура. Вона розташовувалася перпендикулярно до першої, унаслідок чого на атомному рівні формувалася своєрідна електронна шахівниця.
Щоб дослідити поведінку цих фаз, на електронний порядок впливали двома синхронізованими лазерними імпульсами. Вони руйнували сформовану структуру електронів.
Після цього основна хвиля густини заряду поступово відновлювалася по всьому об'єму матеріалу. Натомість друга, субдомінантна фаза з'являлася лише в окремих ділянках.
Дослідники порівняли цей процес із формуванням кристалів льоду у воді. Таке спостереження вказує на рідкісний квантовий фазовий перехід першого роду.
Автором ілюстрації до дослідження є Сіньюе Лу. DOI роботи: 10.1038/s41567-026-03382-5.
Результати експерименту дають змогу детальніше досліджувати електронні фазові переходи в матеріалах. Такі дослідження можуть бути важливими для вивчення матеріалів, які використовуватимуть у квантових технологіях і нових електронних пристроях.
Окремий інтерес становить розуміння взаємодії електронів, яке може допомогти в подальшому дослідженні матеріалів для інформаційних технологій та енергетики.
Робота фізиків MIT також доповнює інші дослідження, присвячені спостереженню за електронами. Зокрема, раніше науковці зафільмували надшвидкий рух електронів під час хімічної реакції.
