Представьте, что вы снимаете на камеру, как танцоры меняют свои места в очень быстром танце. В диоксиде ванадия атомы ванадия и кислорода меняют своё расположение при переходе из изолирующего состояния в металлическое. Этот переход происходит за триллионные доли секунды, и до сих пор никто не видел точный маршрут атомов.
Учёные использовали сверхбыструю электронную дифракцию, которая похожа на съёмку с очень короткой выдержкой. Они возбуждали кристалл лазером, а затем просвечивали его электронными импульсами, получая снимки с разных углов. По этим снимкам восстановили положение всех атомов в каждый момент времени. Оказалось, что атомы движутся почти по прямой линии, и половина пути проходится за первые несколько пикосекунд.
Это знание помогает создавать быстрые переключатели и устройства памяти, где важно точно управлять движением атомов. Теперь метод можно применять к другим материалам, чтобы увидеть их атомные маршруты при фазовых переходах.
Диоксид ванадия переходит в металлическое состояние при температуре около 340 К, что лишь немного выше комнатной. Благодаря этому его используют в умных окнах, которые начинают отражать инфракрасное излучение при нагреве.