Физики вплотную подошли к разгадке фазового перехода Вервея

Следы квазичастиц, которые управляют переходом Вервея в магнетите, обнаружила международная группа исследователей, сообщает 12 марта журнал phys.org.

Используя ультракороткий лазерный импульс, исследователи смогли подтвердить существование своеобразных электронных волн в магнетите, которые «застывают» в нем при температуре перехода (125 кельвинов) и начинают как бы «танцевать» в коллективном колебательном движении при дальнейшем понижении температуры.

«Мы исследовали механизм, лежащий в основе перехода Вервея, и внезапно обнаружили аномальные волны, замерзающие при температуре перехода», — сказал сотрудник Массачусетского технологического института Эдоардо Бальдини.

По мнению исследователей, обнаруженные замерзшие волны — тримероны — ответственны за фазовый переход металл-диэлектрик при охлаждении магнетита.

Напомним, магнетит является самым древним магнитным материалом, известным людям, но исследователи всё еще озадачены некоторыми его свойствами.

Например, при понижении температуры ниже 125 кельвинов магнетит превращается из металла в изолятор, его атомы организуются в новую кристаллическую решетку, а заряды образуют сложную упорядоченную структуру.

Это чрезвычайно сложное фазовое превращение, которое было открыто в 1940-х годах и известно как переход Вервея. Оно было первым наблюдаемым переходом металл-изолятор. На протяжении десятилетий исследователи не понимали, как именно происходило это фазовое превращение.

Эта работа, возглавляемая профессором физики Массачусетского технологического института Нухом Гедиком, стала возможной благодаря использованию сверхбыстрой терагерцовой спектроскопии — современного лазерного аппарата, основанного на ультракоротких импульсах в крайнем инфракрасном диапазоне.