Това са първите изображения на електрони, образуващи странни твърди кристали
При подобаващи условия електроните могат да „ замръзнат “ в странна твърда форма. Сега физици от лабораторията в Бъркли сътвориха тази конструкция и ѝ направиха първите в историята директни фотоси, предава New Atlas.
При ниски температури и компактност групи електрони могат да кристализират в твърда форма, известна като кристал на Вигнер, наименуван на името на физика-теоретик Юджийн Вигнер, който пръв предсказва съществуването им през 30-те години на предишния век. Едва преди няколко години учените за пръв път ги откриха и снимаха непосредствено.
Сега екип за първи път е направил изображение на нова квантова фаза на електроните - обвързвана конструкция, наречена молекулен кристал на Вигнер. В общи линии това е същата твърда електронна фаза, единствено че вместо единични електрони на всяко място върху решетката се разполагат групи електрони.
Обикновено електроните минават през материалите повече или по-малко свободно, действайки ненапълно като неуредена течност. Но в случай че придвижването им може да се забави, друго свойство би трябвало да вземе превес - електростатичното им отбиване. Тъй като всички електрони имат еднакъв заряд, те естествено се отблъскват един от различен, тъй че когато спрат да се движат, се изтласкват на несъмнено разстояние един от различен и се заключват там. Това води до появяването на кристалната фаза на Вигнер.
За да създадат молекулярни кристали на Вигнер, откривателите се нуждаят от нова рамка, която да задържа електроните, тъй че те да образуват „ молекули “. Те стартират със пласт от хексагонален борен нитрид с дебелина 49 нанометра, след което поставят два пласта волфрамов дисулфид, всеки с дебелина един атом. Единият пласт е извит под ъгъл от 58 градуса по отношение на втория.
След това получената „ моаре суперрешетка tWS2 “ се дотира с електрони и се вижда, че във всяка единична клетка на решетката се събират по два или три електрона. Тези дребни групи са всъщност електронни молекули, които дружно образуват неуловимия молекулен кристал на Вигнер.
Всъщност разглеждането на кристала се оказва не по-малко предизвикателство. Обикновено се употребява сканиращ тунелен микроскоп (STM), с цел да се изобразяват неща от подобен мащаб, само че електрическото поле, основано от накрайника, е склонно да наруши нежната настройка на електроните в кристала. Екипът намира метод да минимизира това електрическо поле, което им разрешава да създадат първите фотоси на явлението.
Изследователите възнамеряват да продължат да изследват молекулярните кристали на Вигнер в бъдещи опити, с цел да видят какви приложения могат да се получат от тях.
Изследването е оповестено в списание Science.
