Физики впервые получили детальную картину движения атомов во время превращения изолятора в металл. Результаты исследования сотрудников Торонтского университета опубликованы в статье в Nature, обзор которой приводит EurekAlert.

Авторам работы удалось проследить за молекулярными преобразованиями в органической соли (EDO-TTF)2PF6, которая под действием света из диэлектрика превращалась в проводящий материал. Было зафиксировано переходное состояние вещества, которое сохраняется в течение 5 пикосекунд (10-12 секунд).

Весь процесс трансформации вещества от начала воздействия лазерным излучением составил 100 пикосекунд. Относительное перемещение атомов в молекуле соли по результатам экспериментов удалось смоделировать на протяжении всей химической реакции. Наглядное отображение преобразований ученые смоделировали в виде компьютерной анимации:



Добиться подобных результатов удалось при помощи метода фемтосекундной (10-15 секунд) электронной дифракции. Электроны, возбужденные световым излучением лазера, начинают определенным образом рассеивать свет при повторном облучении. Лазер, как следует из названия метода, активируется с частотой квадриллион раз в секунду. Анализируя спектр отраженного света, физики смогли отследить развитие процесса в молекулярной системе.

В сентябре 2012 года аналогичный вид спектроскопии позволил впервые зафиксировать процесс возбуждения электронов на поверхности топологических изоляторов.