美国加州大学洛杉矶分校的研究团队把目光投向了层状材料1T-TaS2,这是最近几年备受关注的对象。他们运用超快电子衍射技术,把飞秒级光脉冲发射给样品,一瞬间就把电子系统给激发了。趁着晶格结构还没破坏掉,团队抢拍下了电子排列的瞬时图像。经过仔细观察,他们发现随着温度升高,原本整齐的网格状电子秩序开始瓦解。首先变成了一种叫做“六方CDW”的中间态,不过还保留了一些方向性;继续加热下去,电子就彻底摆脱了束缚,呈现出均匀扩散的散射环。这正是物理学家们预言中液态CDW的标志性特征。 电荷密度波(CDW)其实就是电子在固体里自发形成的一种有序排列,就像在晶格里排着队走一样。这种有序状态会对材料的导电性能产生很大影响,甚至有可能出现超导等奇异的量子现象。物理学家之前推测说:当温度升高时,这种被冻结的电子秩序或许会像冰融化成水一样转变成液态CDW,但是还能保留集体行为。这次实验直接把液态电荷密度波给观察到了,不仅解决了长达30年的理论争议,也为探索复杂电子系统里隐藏的新奇物态打开了大门。相关成果被刊登在最新一期的《自然·物理学》杂志上。