Кристалл сам плетет себе узор — такого наука еще не видела
AI Изображение создано с помощью ИИ и носит иллюстративный характер
Впервые ученым удалось увидеть, как внутри кристалла сама собой формируется объемная плетеная структура, напоминающая ткань. Открытие описано в статье, опубликованной в журнале Light: Science & Applications. Об этом пишет сайт Phys.org.
Исследование показывает, что при охлаждении сегнетоэлектрического кристалла через фазовый переход в нем спонтанно возникает трехмерная сеть из переплетенных нано-дипольных ансамблей. В обычных сегнетоэлектриках диполи выстраиваются параллельно друг другу, образуя домены. Здесь же они переплетаются, создавая узор, который никогда раньше не наблюдали в твердом кристалле.
Ученые обнаружили, что плетеную структуру можно частично менять с помощью сфокусированного зеленого лазера: свет локально распутывает узор, не затрагивая остальной кристалл. Если кристалл нагреть и снова охладить, плетение восстанавливается, но уже с новым рисунком.
Работу провела международная команда из трех исследовательских групп под руководством профессора Эудженио Дель Ре из Сапиенцы (Римского университета), профессора Фэйфэй Синь из Нанкайского университета и профессора Аарона Дж. Аграната из Института прикладной физики Еврейского университета в Иерусалиме, а также коллег из Университета Гронингена.
Явление наблюдалось в специально выращенных кристаллах KTN:Li (KLTN), разработанных Агранатом. В них при росте были созданы периодические вариации химического состава, образующие страционные решетки. Эти кристаллы изначально предназначались для электрохолографической фотонной коммутации, но в итоге стали платформой для нового состояния материи.
Авторы считают, что открытие может указывать на общий физический принцип: поскольку структура возникает через спонтанное нарушение симметрии, похожие топологические образования могут существовать и в других системах — от жидких кристаллов и сверхпроводников до квантовых материалов.
«Это первый случай, когда плетеную структуру наблюдали возникающей спонтанно внутри твердого кристалла, — говорят авторы статьи. — Природа иногда оказывается гораздо более творческой, чем наши теории».
