Les physiciens ont créé la toute première image Cristal Wigner – un matériau avec une structure cellulaire étrange à l'intérieur d'un autre matériau composé entièrement d'électrons.
Il y a plus de 90 ans, le célèbre physicien Eugene Wigner a prouvé mathématiquement qu'à très basse température et à d'autres facteurs, le mouvement des électrons peut être ralenti. Dans le même temps, leur répulsion naturelle - les particules ayant la même charge électrique se repoussent - distribuera leur structure sous une forme "gelée" spéciale, créant la soi-disant "glace électronique". Bien que les scientifiques aient déjà reçu des preuves indirectes de l'existence de la "glace électronique", jusqu'à présent, personne n'a été en mesure d'en fournir une image.
Le motif en aile de papillon illustré ci-dessus est la première photographie d'un cristal dit de Wigner pris en sandwich entre deux couches semi-conductrices très minces. L'espace entre les électrons individuels, que l'on peut voir sur l'image, est environ 100 fois plus grand que la distance entre les atomes dans une feuille semi-conductrice.
L'image a été obtenue par des chercheurs de l'Université de Californie à Berkeley, ainsi que par d'autres scientifiques des États-Unis et du Japon. Ce n'était pas facile à faire.
Pour former de la "glace électronique", les physiciens ont placé des couches atomiques uniques de disulfure de tungstène et de diséléne de tungstène (deux semi-conducteurs très similaires) très proches les unes des autres. En raison de l'action du champ électrique, la densité électronique entre les deux couches a diminué. Enfin, toute l'installation a été refroidie presque au zéro absolu. Dans de telles conditions, les électrons ont ralenti autant que possible et ont presque cessé de bouger.
La dernière tâche était d'obtenir l'image elle-même. Pour cela, le dispositif expérimental a été recouvert d'une feuille de graphène. Le fait est que les feuilles de graphène agissent comme du papier photo, sur lequel la position des électrons individuels est enregistrée. La structure cristalline typique s'y reflétait. Il s'agit d'une mesure indirecte, mais elle prouve sans aucun doute l'existence de cristaux de Wigner et reflète l'apparition de "glace électronique".
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