Лазер не должен был ничего сделать. Но он изменил кристалл, не имея на это энергии.
«Эксперимент показывает, что лазерный свет поглощается монокристаллом диоксида ванадия не как электромагнитная волна, а как локализованные фотоны, вызывая фазовый переход в нанометровых областях.»
Стоп, что?
Свет ведёт себя не как команда, а как группа спецназовцев.
Представьте, что вы пытаетесь растопить ледяную глыбу, бросая в неё тёплые воздушные шарики. В среднем температура шариков слишком низкая, чтобы растопить лёд. Но что, если энергия каждого шарика сконцентрируется в одной точке?
Учёные исследовали фазовый переход в оксиде ванадия (VO₂).
Эксперимент:
- Использовали лазерные импульсы с правильной частотой (чтобы «дотянуться» до электронов в материале), но с недостаточной общей энергией, чтобы преодолеть скрытую теплоту перехода.
- По всем канонам физики — ничего не должно было произойти. Энергии «в среднем» по образцу не хватало.
Результат (шок):
- С помощью сверхбыстрой электронной дифракции увидели, что материал всё равно изменился — на короткое время в нём появились наноразмерные области с новой кристаллической структурой.
- Количество этих областей примерно совпало с количеством фотонов в поглощённом свете.
- Два независимых оптических эксперимента и компьютерное моделирование подтвердили: эффект реален.
Суть открытия: Хотя лазерный свет и электроны в кристалле — это протяжённые квантовые объекты (волны), энергия отдельных фотонов может локализоваться в крошечных нанометровых областях. Это позволяет вызвать локальные изменения с энергией, существенно превышающей среднюю по всему образцу.
Что это значит для вас
Значит ли это, что мы можем «пробивать» материалы лазером, который в целом для них безопасен? И где тогда проходит граница между волной и частицей?