In a series of experiments conducted at the Department of Energy's SLAC National Accelerator Laboratory in California, researchers directed intense pulses of X-rays at nanoscale materials made from the compound neodymium nickelate. X- 선이 재료를 강화함에 따라, 그들은 에너지 전자를 방출 한 다음, 분광기를 사용하여 측정되었습니다.
과학자들에게 당황한 것은이 방출 전자의 특성이었습니다. 그들은 에너지를 얻은 전자를 관찰하고 X- 선을 흡수 한 후 더 빨리 움직일 것으로 예상했다. 대신, 그들은 전자가 속도가 감소하고 마치 예상보다 훨씬 무겁게 행동했다는 것을 발견했습니다.
SLAC의 박사후 연구원이자 연구의 공동 저자 인 Jungong Zhang 박사는 "전자가 작은 가상 '코트'를 입은 것처럼 보이면서 더욱 거대하게 보이게하면서 속도를 늦췄다."
관찰 된 행동은 전통적인 물리학 이론에 의해 설명 될 수 없으며, 이는 입자가 에너지를 얻을 때 더 빨리 움직일 것으로 예상합니다. 대신, 전자가 고 에너지 광자와 상호 작용할 때 전자가 행동하는 방식을 변경하는 이들 재료의 상호 작용 또는 메커니즘의 존재를 시사한다.
연구팀은 그 효과가 재료의 전자와 격자 진동 사이의 상호 작용과 관련이 있으며, 이는 네오디뮴 니코 니켈 레이트의 전자 구조의 일시적인 재 배열로 이어진다. 이러한 동적 상호 작용은 "무거운 전자"현상을 야기합니다.
SLAC의 선임 직원이자 연구의 공동 저자 인 Zahid Hussain 박사는 "우리의 관찰에 따르면 전자는 X- 레이 펄스와 같은 강렬하고 초고속 자극에 의해 평형에서 벗어날 때 흥미로운 새로운 특성을 나타낼 수 있음을 나타냅니다."
Science 저널에 발표 된이 발견은 극한 조건에서 전자의 행동을 이해하는 데 의미가 있으며 복잡한 재료의 전자 상호 작용에 빛을 비출 수 있습니다. 이 지식은 초전도성 및 바람직한 전자 특성을 갖는 새로운 재료의 개발과 같은 분야에 영향을 줄 수 있습니다.
이 연구는 과학적 중요성 외에도 SLAC LINAC Coherent Light Source (LCLS)와 같은 고급 X- 레이 시설이 재료의 초고속 프로세스를 조사하고 전자 행동에 대한 전례없는 세부 사항을 포착하는 능력을 강조합니다.
