Научниците го потврдија неверојатното постоење на Вигнер кристали 

(Вигнер кристали - електрони во цврста состојба! н.з.)

• Научниците ставија јаглерод во длабоко замрзнато магнетно поле за да создадат кристали од Вигнер.
• Оваа неостварлива состојба е резултат на тоа што електроните се обидуваат да избегаат едни од други на мал простор.
• За да ги фатат кристалите, истражувачите употребија микроскоп кој користи струја наместо светлина.

Во новото рецензирано истражување, физичарите од Универзитетот Принстон потврдија дека на електроните не им требаат ни атоми за да се забавуваат заедно. Со користење на магнетни полиња , тие беа во можност да индуцираат и детектираат кристали на Вигнер, кои сами по себе се уредни склопови на електрони. И иако може да изгледа како забава, адхезијата се создава со испреплетување и взаемна одбивност - повеќе како електронски Денот на благодарноста.

За да создадат и испитуваат кристална структура на Вигнер, научниците користеле моќно магнетно поле околу подготвен примерок од графен . Графенот е препарат од јаглеродни атоми во обична решетка со дебелина од еден атом, што му дава својства што го прават високо ценета алатка во проучувањето на микроскопски и квантни феномени како овој. Може да биде рамно, валани во цевки, обвиткани околу нештата и во овој случај, наредени во двослоен слој. Кога се применило магнетното поле, четирите електрони на секој јаглероден атом биле ставени во игра и формирале триаголни Вигнерови кристали.

Зошто се случува ова? Па, според истражувачите , „Вигнер предвиде дека кога Кулоновата интеракција помеѓу електроните ќе стане многу посилна од нивната кинетичка енергија, електроните се кристализираат во тесно спакувана решетка“. Кулоновските интеракции се камен-темелник на сите електромагнетни студии и се нарекуваат и електростатска сила. Тие се причината зошто истата страна на магнетите се одбиваат едни со други, а во овој случај електроните со исто наелектризирани се одбиваат едни со други.

Кога електроните се многу цврсто заробени во магнетно поле од кое не можат да избегаат, тоа е како дробилката за автомобили во вашиот локален отпад. Електроните очајно сакаат да избегаат еден од друг, но тие се спакувани внатре, густо, без каде да одат. Така, најдоброто што можат да направат е да отстранат колку што можат, што резултира со униформа поставеност. Слично како и многу трговски синџири на мало, секој електрон сака да ја бара најблиската локација со најмала конкуренција (од магнетни сили).

Со вртење на магнетното поле до крај и свртувајќи ја температурата до крио зоната, истражувачите можеа да набљудуваат како се формирала оваа решетка - па дури и да ги фотографираат триаголните кристали кои ги содржат само електроните од овие јаглеродни атоми. Со поголема густина или повисоки температури, електроните наместо тоа станаа течност. Навистина, подесувањето на овие променливи доведе до промени и изненадувања кои може да се проучуваат понатаму.

Вистинската ѕвезда на студијата може да биде микроскопот за скенирање тунел (STM) што се користи за набљудување на ова однесување, што им овозможува на истражувачите да „фотографираат“ феномени на ова ниво без користење на светлина. Светлината е честичка што делува како бран и е нарушувачка во многу наноскопски контексти каде што се во игра поединечни честички. Наместо тоа, STM работи речиси како радар на квантно ниво или сонар - многу прецизна точка направена од спроводлив материјал е доведена многу блиску до површината што ја мери, а начинот на кој струјата патува назад до врвот е она што се користи за генерирање слики.

Овие слики се првите што ја доловуваат оваа неостварлива кристална состојба на Вигнер. „Постојат буквално стотици научни трудови кои ги проучуваат овие ефекти и тврдат дека резултатите мора да се должат на кристалот Вигнер, но не може да биде сигурен, бидејќи ниту еден од овие експерименти всушност не го гледа кристалот“, објасни постариот автор Али Јаздани во изјава. Овие кристали првпат беа теоретизирани пред речиси 90 години, и иако е вредно да се користи термин и идеја за опишување на други истражувања, тој „негативен простор“ не може да го замени од прва рака набљудување на феноменот .

Набљудувањето со користење на овој квантен микроскоп бара многу чист примерок и практично совршени услови, така што високо проучениот и добро разбран графен (како главен миленик на квантното истражување) е одлично место за поставување на таа основа. Оттаму, научниците можат да истражуваат и да се обидат да ги фотографираат фазните промени и другите разлики во рамките на нивната двослојна поставеност на графен. После тоа, други истражувачи можеби ќе можат да се разгранат во различни материјали и контексти, со пример во рака за тоа како може да изгледа изолираниот Вигнер кристал.