Теоретичний дивний стан матерії виявився реальністю: що виявили фізики

Фізики зробили важливе відкриття, яке описали в дослідженні, опублікованому в журналі Nature Physics. Вони змогли підтвердити існування такого агрегатного стану речовини, як скло Брегга, яке раніше існувало лише в теорії. Вчені взагалі не були впевнені в тому, що воно реально існує. Стан речовини під назвою скло Брегга — це парадоксальне розташування атомів у скляному матеріалі, де частинки майже так само впорядковані, як і в ідеальному кристалі. Виявилося, що цей стан матерії ховався у сплаві паладію, вставленому між шарами тербію і телуру (PdxErTe3), пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

В екзотичних матеріалах стани речовини пов'язані з тим, як розташовані атоми і молекули. Наприклад, за далекоупорядкованого стану молекули в кристалічному твердому тілі розташовані акуратним геометричним тривимірним візерунком. А за невпорядкованого стану всі складові атоми перемішані. Рідини і деякі тверді матеріали, наприклад, скло, мають останній.

Але фізики давно передбачали, що існує ще один теоретичний стан, пов'язаний із розташуванням атомів і молекул в екзотичних матеріалах, що має назву скло Брегга.

Автори дослідження припустили, що зможуть його виявити в матеріалі, який містить хвилю зарядової густини (ХЗГ). Це явище, яке зазвичай зустрічається у двовимірних матеріалах і описує періодичну модуляцію щільності заряду матеріалу. Електрони у ВЗП формують хвилю і це впливає на їхній розподіл.

Для кожного з вищевказаних трьох станів ВЗП поводиться по-різному. Для далекоупорядкованого стану ВЗП пов'язана зі структурою матеріалу і триває нескінченно. У невпорядкованому стані вона руйнується на кінцевій відстані. Але для скла Брегга зв'язок порушується, але повільніше і на більшій відстані, ніж для невпорядкованого стану, і здається, що він зникає тільки на нескінченних відстанях.

Для того, щоб виявити скло Брегга, вчені використовували матеріал PdxErTe3, який є сплавом паладію, вставленому між шарами тербію і телуру. Для вивчення структури матеріалу вчені піддали його бомбардуванню рентгенівськими променями, щоб виміряти, як світло заломлюється всередині матеріалу. Потім вони використовували інструмент аналізу даних, заснований на машинному навчанні. Це дало їм змогу дослідити тисячі піків ВЗП. На основі асиметрії піку ВЗП фізики підтвердили існування такого стану речовини, як скло Брегга. Тобто зі сфери теорії, ця речовина опинилася в реальному світі.

Також Фокус писав про те, що ще одна теорія фізиків знайшла своє підтвердження під час експерименту. Вчені змогли виявити загадкову нову форму магнетизму.

Нагадуємо, що астрофізики вже давно намагаються зрозуміти, що з себе представляє темна матерія. Поки що ця таємниця залишається нерозкритою, але автори недавнього дослідження з'ясували, у який спосіб темна матерія впливає на галактики і підтвердили, що такий вплив на розвиток цих астрономічних об'єктів існує, як уже писав Фокус.