Evo kako izgleda tvar sačinjena od elektrona: Wignerov kristal

Wignerovi kristali u obliku saća, Credit: H. Li et al./Nature


Kada naučnici stave pravu stvar na pravo mjesto, u pravo vrijeme, pod pravim uslovima - dobiju egzotične i neobične fenomene. 

Je, znam da  je teško čitati o fizici, ali ovo je stvarno zanimljivo - naučnici su dobili tvar sačinjenu od elektrona. 

Ako su uslovi pravi, neki će se elektroni unutar materijala rasporediti u uredan uzorak saća - poput čvrste tvari u krutom tijelu. Fizičari su sada prvi put izravno snimili te, kako ih oni zovu "Wignerove kristale", nazvane po teoretičaru Eugeneu Wigneru koji ih je predvidio. Rad su objavili u Nature u septembru 2021. Ovo je prvi put da vidimo kristale elektrona. 

Wignerov kristal je čvrsta faza elektrona koju je prvi predvidio Eugene Wigner 1934. Plin elektrona koji se kreću u jednolikoj, inertnoj, neutralizacijskoj pozadini kristaliziraće i stvoriti rešetku ako je gustina elektrona manja od kritične vrijednosti .

U običnim materijalima elektroni se prebrzo kreću da bi na njih značajno utjecalo odbijanje njihovih negativnih naboja. Tako se oni kreću u metalnoj rešetci i zato su metali tako dobri provodnici. No, Wigner je predvidio da će, ako elektroni putuju dovoljno sporo, odbojnost početi dominirati njihovim ponašanjem. Elektroni bi tada pronašli aranžmane koji minimiziraju njihovu ukupnu energiju, poput uzorka saća. 

Ali kako usporiti elektrone, te trkače među subatomskim česticama? "Vrlo jednostavno" - treba ih ohladiti. Naravno ne na običnim temperaturama - ne zaboravimo da se elektroni kreću brzinom od oko 2200 km u sekundi. Treba ih ohladiti tek nešto malo iznad apsolutne nule. 

Naučnici su izgradili uređaj koji sadrži slojeve dva poluprovodnika (recimo od molibden diselenida) tankih slojeva atoma i ohladili ih na samo nekoliko stepeni iznad apsolutne nule. To je dovoljno usporilo elektrone između dva sloja da formiraju ovaj materijal.

Dva različita tima su stvorila Wignerove kristale i objavila radove o tome u u junu 2021. u Nature (ovdje i ovdje).

Prema: https://www.nature.com/articles/d41586-021-02657-6

Primjedbe

Popularni postovi s ovog bloga

Sastav Pfizerove i Modernine RNK vakcine i osobine RNK vakcina

Klitoris: vrh ledenog brijega užitka

Ne, nije tačno da potpuno vakcinisani zdravstveni radnici imaju 251 puta veće virusno opterećenje i da su opasnost za nevakcinisane