Ferroaxiális rend földi halandók számára
A Boston College és a Cornell Egyetem kutatói most először figyeltek meg egy úgynevezett ferroaxiális rendet ritkaföldfém-telluridokban, amely összetett töltés- és pályarend kombinációjaként jött létre. Ez a felfedezés a Nature Physicsban jelent meg, ahol több speciális kísérleti technikával sikerült kimutatniuk nagyon finom szimmetriatöréseket ezekben a kvantumanyagokban.
Ken Burch, a kutatás egyik vezetője elmondta, hogy a megértés kulcsa a kvázirészecskék elemzése: ezek az anyag belső rezgési állapotai, amelyek egyedi fázisváltásokat is előre jeleznek. Három éve sikerült először CDW rendszerekben olyan axiális Higgs-módust észlelniük, amely egyfajta kollektív rezgést jelent az anyag elektronikus rendjében, ráadásul úgynevezett kéziséget is mutatott – vagyis volt preferált iránya.
Kísérleti trükkök és szimmetriatörések
A kutatást különböző optikai kísérletekkel támogatták. Ebben a mintába be- és kilépő fény színe és polarizációja megváltozott, a kristály forgatásával pedig ki lehetett mutatni a rejtett szimmetriatöréseket. Kimutatták, hogy a változás főként elektronikus eredetű, mivel elektronmikroszkóppal a rácsban csak elhanyagolható ferroaxiális összetevőt találtak. Végül méréseikkel igazolták, hogy a kialakult kéziséget nem mágneses folyamatok idézték elő.
Hová vezethet mindez?
A felfedezés megmutatja, hogy az anyag belső, rejtett fázisait a keletkező kvázirészecskék szimmetriáin keresztül lehet a legjobban vizsgálni. Ez a módszer nemcsak új alapokra helyezi a kondenzált anyagfizikai kutatásokat, hanem akár vadonatúj anyagok fejlesztéséhez is elvezethet. A kutatók következő célja egyetlen ferroaxiális domén kialakítása, és annak feltárása, hogy ez a rend miként hat az anyag elektromos vezetésére és más tulajdonságaira.
