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Laser super-rapidi congelano il silicio in un nuovo stato
Arriva dall’Università della California e dell’Università di Kassel, in Germania, una nuova tecnica laser capace di rallentare – e in parte “congelare” – il rapidissimo processo di fusione del silicio. Il risultato potrebbe aprire nuove strade per il controllo del comportamento dei materiali in condizioni estreme e per affinare gli esperimenti che studiano il trasferimento di energia nei solidi.
Quando un impulso laser di grande intensità colpisce il silicio, gli atomi possono perdere il loro ordine in appena frazioni di trilionesimo di secondo, un fenomeno noto come fusione non termica. In questo caso il materiale collassa prima che il calore possa diffondersi, a causa della rottura diretta dei legami atomici. Gli scienziati hanno dimostrato che un singolo impulso di questo tipo è sufficiente a innescare la fusione istantanea, ma hanno anche trovato il modo di fermare il processo a metà, mantenendo il materiale in una forma solida instabile ma funzionale.
Il segreto è nel tempismo, poiché dividendo il raggio laser in due impulsi e distanziandoli di 126 femtosecondi (ossia 0,000000000000126 secondi), il primo impulso avvia il movimento degli atomi, mentre il secondo lo interrompe prima che l’ordine atomico venga perso del tutto. Il materiale resta così in uno stato metastabile che conserva gran parte delle proprietà elettroniche originali, compreso un gap energetico leggermente ridotto, parametro fondamentale per la conduzione elettrica.
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