Un team collaborativo di ricercatori della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) e dell’Università della California, San Diego, ha utilizzato impulsi di raggi X ultraveloci provenienti dalla Linac Coherent Light Source (LCLS) presso lo SLAC National Accelerator Laboratory per catturare i movimenti atomici all'interno di un materiale mentre subisce un cambiamento di fase.

Utilizzando i raggi X, il team è stato in grado di osservare la struttura del materiale su scale temporali di femtosecondi (un quadrilionesimo di secondo). Ciò ha permesso loro di vedere come si muovono gli atomi del materiale durante il cambiamento di fase e come questi movimenti sono legati alle proprietà del materiale.

Il team ha scoperto che il cambiamento di fase è guidato da una combinazione di effetti elettronici e reticolari. Gli effetti elettronici sono causati dagli impulsi laser ultraveloci, che eccitano gli elettroni all'interno del materiale. Questi elettroni eccitati interagiscono quindi con il reticolo, facendolo vibrare e portando infine al cambiamento di fase.

Le scoperte del team forniscono nuove informazioni sui meccanismi fondamentali dei cambiamenti di fase e potrebbero portare allo sviluppo di nuovi materiali con proprietà migliorate da utilizzare in una varietà di applicazioni, come l'ottica, l'elettronica e lo stoccaggio dell'energia.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Physics.