Էլեկտրոններն ունակ են հավաքվելու բյուրեղային կառուցվածքների մեջ

27 Մայիս, 2024
Պատկերը՝ The Trustees of Princeton University

Փրինսթոնի (ԱՄՆ) համալսարանի գիտնականներն ապացուցել են ֆիզիկայի ասպարեզում Նոբելյան մրցանակակիր Յուջին Վիգների տեսության ճշմարտացիությունը, որն 90 տարի առաջ կանխատեսել էր հատուկ տեսակի նյութի գոյության հնարավորությունը, որում ընդհանրապես ատոմներ չկան։ Այն բաղկացած է էլեկտրոններից, որոնք թակարդված են իրենց սեփական փոխադարձ վանմամբ:

1934 թվականին իր հոդվածում Վիգները ենթադրել էր, որ չափազանց ցածր ջերմաստիճանի դեպքում էլեկտրոնների միջև վանող փոխազդեցությունը կհանգեցնի դրանց պոտենցիալ էներգիայի՝ մասնիկների կանգառի և բյուրեղանման վանդակների քայքայման:

Այս բյուրեղներն իրենց կպահեն ոչ թե դասական ֆիզիկայի, այլ քվանտային մեխանիկայի օրենքների համաձայն, որտեղ կապված էլեկտրոնները կգործեն ոչ թե որպես առանձին մասնիկներ, այլ որպես առանձին ալիքներ։ Հայեցակարգը կոչվում էր Wigner Crystal, և մինչև վերջերս նման նյութը համարվում էր միայն տեսականորեն հնարավոր:

Փրինսթոնի գիտնականների թիմին հաջողվել է մագնիսական դաշտերի միջոցով մաքրված գրաֆենի մեջ ներդնել էլեկտրոն Wigner բյուրեղ: Սա պահանջում էր նյութը սառեցնել մինչև բացարձակ զրոյից մի փոքր բարձր ջերմաստիճանի:

Որոշակի խտության մակարդակում ֆիզիկոսները կարողացել են հասնել մի վիճակի, երբ էլեկտրոնները իրականում ձևավորել են բյուրեղային ցանց: Փոխադարձ հակահարվածի ուժերը թույլ չեն տվել նրանց թռչել միմյանցից։

Գիտնականները նաև կարողացել են պատկերել քվանտային բյուրեղը թունելային մանրադիտակի միջոցով, որը թույլ է տալիս ուսումնասիրել նյութերը ատոմային մակարդակում:

Աղբյուրը՝ Princeton University News

Պատկերը՝ The Trustees of Princeton University

Այլ լուրեր