صنع الفيزيائيون أول صورة على الإطلاق كريستال ويغنر - مادة ذات بنية خلوية غريبة داخل مادة أخرى تتكون بالكامل من إلكترونات.
منذ أكثر من 90 عامًا ، أثبت الفيزيائي الشهير يوجين فيجنر رياضيًا أنه عند درجة حرارة منخفضة جدًا وبعض العوامل الأخرى ، يمكن إبطاء حركة الإلكترونات. في الوقت نفسه ، فإن تنافرها الطبيعي - الجزيئات التي لها نفس الشحنة الكهربائية تتنافر - سوف يوزع بنيتها في شكل خاص "متجمد" ، مكونًا ما يسمى بـ "الجليد الإلكتروني". على الرغم من أن العلماء قد تلقوا في السابق أدلة غير مباشرة على وجود "الجليد الإلكتروني" ، إلا أنه حتى الآن لم يتمكن أحد من تقديم صورة له.
نمط جناح الفراشة الموضح أعلاه هو الصورة الأولى لما يسمى بلورة Wigner المحشورة بين طبقتين رفيعتين جدًا من أشباه الموصلات. المسافة بين الإلكترونات الفردية ، والتي يمكن رؤيتها في الصورة ، أكبر بحوالي 100 مرة من المسافة بين الذرات في ورقة أشباه الموصلات.
حصل على الصورة باحثون من جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، إلى جانب علماء آخرين من الولايات المتحدة واليابان. لم يكن من السهل القيام به.
لتكوين "جليد الإلكترون" ، وضع الفيزيائيون طبقات ذرية مفردة من ثنائي كبريتيد التنجستن و ديسيلين التنجستن (اثنان من أشباه الموصلات المتشابهة جدًا) قريبًا جدًا من بعضهما. بسبب تأثير المجال الكهربائي ، انخفضت كثافة الإلكترون بين الطبقتين. أخيرًا ، تم تبريد التثبيت بالكامل إلى الصفر المطلق تقريبًا. في مثل هذه الظروف ، تباطأت الإلكترونات قدر الإمكان وتوقفت تقريبًا عن الحركة.
كانت المهمة الأخيرة هي الحصول على الصورة نفسها. لهذا ، تمت تغطية الجهاز التجريبي بورقة من الجرافين. الحقيقة هي أن أوراق الجرافين تعمل كورق صور ، حيث يتم تسجيل موضع الإلكترونات الفردية. انعكس التركيب البلوري النموذجي عليه. هذا قياس غير مباشر ، لكنه بلا شك يثبت وجود بلورات Wigner ويعكس ظهور "جليد الإلكترون".
اقرأ أيضا:
- أنشأ المهندسون جهازًا إلكترونيًا بيولوجيًا يعمل بالطاقة الذاتية
- ابتكر العلماء نوعًا جديدًا من المعدن تتدفق فيه الإلكترونات مثل السائل