只存在于理论上的物质的奇怪阶段被证明是真实的

以前纯粹存在于理论领域的一种奇怪的物质阶段终于在一种真实的材料中被发现。

它被称为布拉格玻璃相——一种奇怪的、看似矛盾的原子排列在玻璃材料中，其中的粒子几乎与完美晶体中的粒子一样有序。科学家们甚至不确定布拉格玻璃的存在，但它确实存在，隐藏在插入铽和碲层之间的钯合金中（Pd_x二特₃).

这一发现由康奈尔大学的物理学家Krishnanand Mallayya领导，发表在自然物理学，不仅揭示了材料的行为方式，而且展示了一套强大的新技术，用于探测奇异材料的原子结构。

所讨论的相与原子和分子的排列方式有关。长程有序相是结晶固体中的分子以整齐、几何、三维图案排列的相。无序相是组成原子全部混杂在一起的相。液体以这种方式是无序的，但一些固体也是如此，如玻璃.

在这些安排之间，物理学家预测了第三阶段的存在。那是布拉格玻璃。

Mallayya和他的团队认为他们可能会在一种材料中找到它，该材料包含电荷密度波（CDW），一种常见于二维材料中的现象，它描述了材料电荷密度的周期性调制。把它想象成电子分布方式的“波”。

对于这三个阶段中的每一个阶段，CDW 的行为都不同。对于长程有序相，CDW与材料结构的相关性无限期地持续下去。对于无序状态，它会在有限的距离内崩溃。对于布拉格玻璃来说，相关性被打破了——但比无序状态更慢、更远的距离，似乎只是在无限远的距离上消失了。

“挑战，”物理学家Eun-Ah Kim说康奈尔大学，“正在从实验数据中检测出这些差异，这些数据也反映了现实生活中的问题，如噪声和实验装置的有限分辨率。

检测相位需要做很多工作。首先是材料;钯_x二特₃被SLAC和斯坦福大学的科学家仔细研究几年前，研究人员确定它适合他们的目的。

为了探测材料的结构，研究人员将他们的样本送到了阿贡国家实验室。在那里，Pd_x二特₃用X射线轰击，以测量光从材料内部衍射的方式。

最后，为了仔细研究和分析X射线衍射数据的绝对数量，研究人员使用了机器学习称为 X 射线温度聚类 （X-TEC） 的数据分析工具。这使他们能够探测数千个CDW峰 - “这是第一次从多个峰中分析CDW波动，”研究人员指出.

从CDW峰值不对称性来看，Mallayya和他的团队声称终于确定了布拉格玻璃相的存在，并通过实验证实了它在现实世界中的存在。这代表着在理解这个难以捉摸的阶段方面取得了重大进展。

除了确认现有模型外，他们的技术也应该被证明对未来的研究有用：X-TEC工具能够以高精度、高速率从数据中提取特征，这有望在未来发现许多。

“使用机器学习工具和数据科学视角，我们可以解决具有挑战性的问题，并通过全面的数据分析来追踪微妙的特征。Kim说道.

该团队的研究结果已发表在自然物理学.

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