A fizikusok elkészítették az első képet Wigner kristály – furcsa sejtszerkezetű anyag egy másik anyagban, amely teljes egészében elektronokból áll.
Több mint 90 évvel ezelőtt a híres fizikus, Eugene Wigner matematikailag bebizonyította, hogy nagyon alacsony hőmérsékleten és néhány egyéb tényező mellett az elektronok mozgása lelassulhat. Ugyanakkor természetes taszításuk - az azonos elektromos töltésű részecskék taszítják egymást - szerkezetüket speciális "fagyott" formába osztják, létrehozva az úgynevezett "elektronikus jeget". Bár korábban közvetett bizonyítékot kaptak a tudósok az "elektronikus jég" létezésére, mindeddig senki sem tudott róla képet adni.
A fent látható pillangó szárny mintázata az első fénykép egy úgynevezett Wigner kristályról, amely két nagyon vékony félvezető réteg közé van beékelve. Az egyes elektronok közötti tér, amely a képen látható, körülbelül 100-szor nagyobb, mint a félvezető lap atomjai közötti távolság.
A képet a Kaliforniai Egyetem (Berkeley) kutatói szerezték meg más amerikai és japán tudósokkal együtt. Nem volt könnyű megtenni.
Az "elektronjég" kialakításához a fizikusok egy volfrám-diszulfid és volfrám-diszelén (két nagyon hasonló félvezető) atomi rétegeit helyezték el nagyon közel egymáshoz. Az elektromos tér hatására a két réteg közötti elektronsűrűség csökkent. Végül az egész berendezést szinte abszolút nullára hűtötték. Ilyen körülmények között az elektronok a lehető legnagyobb mértékben lelassultak, és majdnem leálltak a mozgásuk.
Az utolsó feladat magának a képnek a megszerzése volt. Ehhez a kísérleti eszközt grafénlappal borították be. A helyzet az, hogy a grafénlapok fotópapírként működnek, amelyen az egyes elektronok helyzetét rögzítik. A jellegzetes kristályszerkezet tükröződött rajta. Ez egy közvetett mérés, de kétségtelenül bizonyítja a Wigner-kristályok létezését, és az "elektronjég" megjelenését tükrözi.
Olvassa el még:
- A mérnökök egy önjáró bioelektronikai eszközt készítettek
- A tudósok új típusú fémet hoztak létre, amelyben az elektronok folyadékként áramlanak