Теоретическое странное состояние материи оказалось реальностью: что обнаружили физики

Фото: Getty Images

Физики сделали важное открытие, которое описали в исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics. Они смогли подтвердить существование такого агрегатного состояния вещества, как стекло Брэгга, которое ранее существовало лишь в теории. Ученые вообще не были уверены в том, что оно реально существует. Состояние вещества под названием стекло Брэгга — это парадоксальное расположение атомов в стеклянном материале, где частицы почти так же упорядочены, как и в идеальном кристалле. Оказалось, что это состояние материи оно скрывалось в сплаве палладия, вставленном между слоями тербия и теллура (PdxErTe3), пишет ScienceAlert.

В экзотических материалах состояния вещества связаны с тем, как расположены атомы и молекулы. Например, при дальноупорядоченном состоянии молекулы в кристаллическом твердом теле расположены аккуратным геометрическим трехмерным узором. А при неупорядоченном состоянии все составляющие атомы перемешаны. Жидкости и некоторые твердые материалы, например, стекло, имеют последнее.

Но физики давно предсказывали, что существует еще одно теоретическое состояние, связанное с расположением атомов и молекул в экзотических материалах, под названием стекло Брэгга.

Авторы исследование предположили, что смогут его обнаружить в материале, который содержит волну зарядовой плотности (ВЗП). Это явление, которое обычно встречается в двумерных материалах и описывает периодическую модуляцию плотности заряда материала. Электроны в ВЗП формируют волну и это влияет на их распределение.

Для каждого из вышеуказанных трех состояний ВЗП ведет себя по-разному. Для дальноупорядоченного состояния ВЗП связана со структурой материала и продолжается бесконечно. В неупорядоченном состоянии она разрушается на конечном расстоянии. Но для стекла Брэгга связь нарушается, но более медленно и на большем расстоянии, чем для неупорядоченного состояния, и кажется, что она исчезает только на бесконечных расстояниях.

Для того, чтобы обнаружить стекло Брэгга, ученые использовали материал PdxErTe3, который является сплавом палладия, вставленном между слоями тербия и теллура. Для изучения структуры материала ученые подвергли его бомбардировке рентгеновскими лучами, чтобы измерить, как свет преломляется внутри материала. Затем они использовали инструмент анализа данных, снованный на машинном обучении. Это позволило им исследовать тысячи пиков ВЗП. На основе асимметрии пика ВЗП физики подтвердили существование такого состояния вещества, как стекло Брэгга. То есть из области теории, это вещество оказалось в реальном мире.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ARDinform