Fizičari su napravili prvu sliku Wigner kristal – materijal sa čudnom ćelijskom strukturom unutar drugog materijala koji se u potpunosti sastoji od elektrona.
Prije više od 90 godina, poznati fizičar Eugene Wigner je matematički dokazao da se pri vrlo niskoj temperaturi i nekim drugim faktorima kretanje elektrona može usporiti. Istovremeno, njihovo prirodno odbijanje - čestice s istim električnim nabojem odbijaju se - rasporedit će svoju strukturu u poseban "zamrznuti" oblik, stvarajući takozvani "elektronski led". Iako su naučnici ranije dobili indirektne dokaze o postojanju "elektronskog leda", do sada niko nije mogao dati njegovu sliku.
Uzorak krila leptira prikazan iznad je prva fotografija takozvanog Wignerovog kristala u sendviču između dva vrlo tanka sloja poluprovodnika. Prostor između pojedinačnih elektrona, koji se može vidjeti na slici, je oko 100 puta veći od udaljenosti između atoma u poluvodičkom sloju.
Snimku su dobili istraživači sa Univerziteta Kalifornije u Berkliju, zajedno sa drugim naučnicima iz Sjedinjenih Država i Japana. Nije bilo lako.
Da bi formirali "elektronski led", fizičari su postavili pojedinačne atomske slojeve volfram disulfida i volfram diselena (dva vrlo slična poluprovodnika) veoma blizu jedan drugom. Zbog djelovanja električnog polja, gustoća elektrona između dva sloja se smanjila. Konačno, cijela instalacija je ohlađena na gotovo apsolutnu nulu. U takvim uslovima, elektroni su usporili što je više moguće i gotovo prestali da se kreću.
Posljednji zadatak je bio nabaviti samu sliku. Za to je eksperimentalni uređaj prekriven listom grafena. Činjenica je da grafenski listovi djeluju kao foto papir, na kojem se bilježi položaj pojedinih elektrona. Na njemu se odrazila tipična kristalna struktura. Ovo je indirektno mjerenje, ali nesumnjivo dokazuje postojanje Wignerovih kristala i odražava pojavu "elektronskog leda".
Pročitajte također:
- Inženjeri su kreirali bioelektronski uređaj sa sopstvenim napajanjem
- Naučnici su stvorili novu vrstu metala u kojem elektroni teku poput tekućine