פיזיקאים יצרו את התמונה הראשונה אי פעם קריסטל ויגנר – חומר בעל מבנה תאי מוזר בתוך חומר אחר המורכב כולו מאלקטרונים.
לפני יותר מ-90 שנה, הפיזיקאי המפורסם יוג'ין ויגנר הוכיח מתמטית שבטמפרטורה נמוכה מאוד ובכמה גורמים אחרים, ניתן להאט את תנועת האלקטרונים. יחד עם זאת, הדחייה הטבעית שלהם - חלקיקים בעלי אותו מטען חשמלי דוחים זה את זה - תפזר את המבנה שלהם לצורה "קפואה" מיוחדת, ויוצרת את מה שנקרא "קרח אלקטרוני". אף על פי שמדענים קיבלו בעבר עדויות עקיפות לקיומו של "קרח אלקטרוני", עד כה איש לא הצליח לספק תמונה שלו.
תבנית כנפי הפרפר המוצגת למעלה היא התצלום הראשון של מה שנקרא גביש ויגנר הדחוס בין שתי שכבות מוליכים למחצה דקות מאוד. הרווח בין אלקטרונים בודדים, שניתן לראות בתמונה, גדול בערך פי 100 מהמרחק בין אטומים ביריעת מוליכים למחצה.
התמונה התקבלה על ידי חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, יחד עם מדענים נוספים מארצות הברית ויפן. זה לא היה קל לביצוע.
כדי ליצור "קרח אלקטרוני", הפיזיקאים הניחו שכבות אטומיות בודדות של טונגסטן דיסולפיד וטונגסטן דיסלן (שני מוליכים למחצה דומים מאוד) קרוב מאוד זו לזו. עקב פעולת השדה החשמלי ירדה צפיפות האלקטרונים בין שתי השכבות. לבסוף, כל המתקן צונן לאפס כמעט מוחלט. בתנאים כאלה, האלקטרונים האטו ככל האפשר וכמעט הפסיקו לנוע.
המשימה האחרונה הייתה להשיג את התמונה עצמה. לשם כך, מכשיר הניסוי היה מכוסה ביריעת גרפן. העובדה היא שגליונות גרפן פועלים כנייר צילום, שעליו נרשם המיקום של אלקטרונים בודדים. מבנה הגביש האופייני השתקף בו. זוהי מדידה עקיפה, אך היא ללא ספק מוכיחה את קיומם של גבישי ויגנר ומשקפת את המראה של "קרח אלקטרוני".
קרא גם:
- מהנדסים יצרו מכשיר ביו-אלקטרוני המופעל על עצמו
- מדענים יצרו סוג חדש של מתכת שבה אלקטרונים זורמים כמו נוזל