Fizičari su napravili prvu sliku Wignerov kristal – materijal s čudnom staničnom strukturom unutar drugog materijala koji se u potpunosti sastoji od elektrona.
Prije više od 90 godina poznati fizičar Eugene Wigner matematički je dokazao da se pri vrlo niskoj temperaturi i nekim drugim čimbenicima može usporiti kretanje elektrona. Istodobno će njihova prirodna repulzija - čestice s istim električnim nabojem se odbijaju - rasporediti njihovu strukturu u poseban "smrznuti" oblik, stvarajući takozvani "elektronički led". Iako su znanstvenici ranije dobili neizravne dokaze o postojanju "elektroničkog leda", do sada nitko nije uspio dati njegovu sliku.
Uzorak krila leptira prikazan gore prva je fotografija takozvanog Wignerovog kristala u sendviču između dva vrlo tanka sloja poluvodiča. Razmak između pojedinačnih elektrona, koji se može vidjeti na slici, je oko 100 puta veći od udaljenosti između atoma u poluvodičkom sloju.
Sliku su dobili istraživači s kalifornijskog sveučilišta Berkeley, zajedno s drugim znanstvenicima iz Sjedinjenih Država i Japana. Nije to bilo lako učiniti.
Kako bi formirali "elektronski led", fizičari su postavili pojedinačne atomske slojeve volframovog disulfida i volframovog diselena (dva vrlo slična poluvodiča) vrlo blizu. Zbog djelovanja električnog polja smanjila se gustoća elektrona između dva sloja. Na kraju je cijela instalacija ohlađena gotovo na apsolutnu nulu. U takvim uvjetima elektroni su se maksimalno usporili i gotovo prestali kretati.
Zadnji zadatak bio je dobiti samu sliku. Za to je eksperimentalni uređaj bio prekriven listom grafena. Činjenica je da se listovi grafena ponašaju kao foto papir, na kojem se bilježi položaj pojedinih elektrona. Na njemu se odražavala tipična kristalna struktura. Ovo je neizravno mjerenje, ali nedvojbeno dokazuje postojanje Wignerovih kristala i odražava pojavu "elektronskog leda".
Pročitajte također:
- Inženjeri su stvorili bioelektronički uređaj na vlastito napajanje
- Znanstvenici su stvorili novu vrstu metala u kojem elektroni teku poput tekućine