Oamenii de știință surprind pentru prima dată o imagine bizară, „gheața electronică”

Cristalele prezintă electroni presați într-un „material în formă de fagure” în interiorul unui material. Fizicienii au realizat prima imagine vreodată a unui cristal Wigner – un material ciudat cu model de fagure în interiorul altui material, realizat în întregime din electroni. Fizicianul Eugene Wigner a teoretizat acest cristal pentru prima dată în 1934, dar au fost necesare mai mult de opt decenii pentru ca oamenii de știință să arate în cele din urmă o privire directă asupra „gheții electronice”.

Prima imagine fascinantă arată electronii strânși împreună într-un model strâns, care se repetă – ca niște aripi mici de fluture albastre. Cercetătorii din spatele studiului, publicat de revista Nature, spune că, deși nu este prima dată când un cristal Wigner a fost creat în mod plauzibil sau chiar i s-au studiat proprietățile, dovezile vizuale pe care le-au adunat sunt cea mai emfatică evidență a existenței materialului până acum. În interiorul conductorilor obișnuiți, cum ar fi argintul sau cuprul, sau semiconductorii precum siliciu, electronii se învârt atât de repede încât abia sunt capabili să interacționeze între ei. Dar la temperaturi foarte scăzute, acestea încetinesc până aproape de oprire, iar respingerea dintre electronii încărcați negativ începe să domine.

Particulele odată extrem de mobile se opresc, aranjându-se într-un model repetitiv, de tip fagure, pentru a reduce la minimum consumul total de energie. Dar curentul furnizat de STM a fost la început prea mult pentru delicata gheață electronică, „topindu-l” la contact. Pentru a opri acest lucru, cercetătorii au introdus un strat cu un singur atom de grafen chiar deasupra cristalului Wigner, permițând cristalului să interacționeze cu grafenul și să lase o impresie pe care STM ar putea să o citească în siguranță – la fel ca o fotocopiator. Urmărind complet imaginea imprimată pe foaia de grafen, STM a capturat primul instantaneu al cristalului Wigner, dovedind existența sa dincolo de orice îndoială. Acum, că au dovezi concludente că există cristale Wigner, oamenii de știință pot folosi cristalele pentru a răspunde la întrebări mai profunde despre modul în care mai mulți electroni interacționează între ei, cum ar fi motivul pentru care cristalele se aranjează în ordine în fagure și cum se „topesc”. Răspunsurile vor oferi o scurtă privire asupra unora dintre cele mai evazive proprietăți ale particulelor minuscule. Sursa: livescience.com