Fizicienii au realizat prima imagine Cristal Wigner – un material cu o structură celulară ciudată în interiorul altui material format în întregime din electroni.
Cu mai bine de 90 de ani în urmă, celebrul fizician Eugene Wigner a demonstrat matematic că la o temperatură foarte scăzută și alți factori, mișcarea electronilor poate fi încetinită. În același timp, respingerea lor naturală - particulele cu aceeași sarcină electrică se resping reciproc - le va distribui structura într-o formă specială „înghețată”, creând așa-numita „gheață electronică”. Deși oamenii de știință au primit anterior dovezi indirecte ale existenței „gheții electronice”, până acum nimeni nu a putut oferi o imagine a acesteia.
Modelul aripilor de fluture prezentat mai sus este prima fotografie a așa-numitului cristal Wigner, plasat între două straturi semiconductoare foarte subțiri. Spațiul dintre electronii individuali, care poate fi văzut în imagine, este de aproximativ 100 de ori mai mare decât distanța dintre atomi dintr-o foaie semiconductoare.
Imaginea a fost obținută de cercetători de la Universitatea din California, Berkeley, împreună cu alți oameni de știință din Statele Unite și Japonia. Nu a fost ușor de făcut.
Pentru a forma „gheață de electroni”, fizicienii au plasat straturi atomice unice de disulfură de wolfram și diselenă de wolfram (două semiconductoare foarte asemănătoare) foarte aproape unul de altul. Datorită acțiunii câmpului electric, densitatea electronilor dintre cele două straturi a scăzut. În cele din urmă, întreaga instalație a fost răcită aproape la zero absolut. În astfel de condiții, electronii au încetinit cât mai mult posibil și aproape că s-au oprit din mișcare.
Ultima sarcină a fost să obținem imaginea în sine. Pentru aceasta, dispozitivul experimental a fost acoperit cu o foaie de grafen. Cert este că foile de grafen acționează ca hârtie foto, pe care este înregistrată poziția electronilor individuali. Structura tipică de cristal a fost reflectată pe ea. Aceasta este o măsurătoare indirectă, dar demonstrează fără îndoială existența cristalelor Wigner și reflectă apariția „gheții de electroni”.
Citeste si:
- Inginerii au creat un dispozitiv bioelectronic autoalimentat
- Oamenii de știință au creat un nou tip de metal în care electronii curg ca un lichid